ÇÖZELTİLER Kimyasal ve Fiziksel Özellikleri PDF

7.10.2024 Ögrenme Hedefleri Bu dersin sonunda aşağıdakileri tanımlayabiliyor veya örnekler ÇÖZELTİLER ile açıklayabiliyor ol...

7.10.2024 Ögrenme Hedefleri Bu dersin sonunda aşağıdakileri tanımlayabiliyor veya örnekler ÇÖZELTİLER ile açıklayabiliyor olmalısınız; Gerçek çözelti Kolloidal çözelti Kimyasal ve Fiziksel Özellikleri Emülsiyon Süspansiyon Eriyebilirlik Çözeltinin buhar basıncı, kaynama noktası , donma noktası Osmotik basınç Yüzey gerilimi Reoloji 1. Gerçek Çözelti (Hakiki Solüsyon) Besinler ve Çözelti Türleri İyon ve moleküllerin homojen karışımıdır. 1. Gerçek çözelti (Hakiki solüsyon) 2. Koloidal çözelti (sol) 1. Çözünen: Dağılan kısım (iyon ve/veya molekül) 2. Çözücü: Dağıtan kısım (su veya sıvı) 3. Emülsiyon 4. Süspansiyon - Jelatinizasyon Derişik Çözelti? Doymamış çözelti ? Seyreltik Çözelti? Doymuş (doygun) çözelti ? Aşırı Doymuş çözelti ? 1. Gerçek Çözelti (Hakiki Solüsyon) 1. Gerçek Çözelti (Hakiki Solüsyon) Çözelti oluşma süreci 3 aşamalıdır: 1. Saf çözücü moleküllerine veya iyonlarına ayrılır. 2. Saf çözünen moleküllerine veya iyonlarına ayrılır. 3. Ayrılmış çözücü ve çözünen moleküller, aralarındaki çekim kuvvetlerine bağlı olarak karışır ‘Benzer benzeri çözer’ ve çözeltiyi oluşturur. 1  7.10.2024 1. Gerçek Çözelti (Hakiki Solüsyon) 1. Gerçek Çözelti (Hakiki Solüsyon) Çözünen kısımda moleküller çok küçük ve Suyun diğer maddeleri kendine çekme özelliği var. çok fazla kinetik enerjiye sahiptir. Moleküllerin ve iyonların kendi aralarındaki çekim kuvvetleri su içinde azalır. Devamlı hareket halindedir. Molekül ve iyonlar birbirlerinden kopar, su içinde Bu nedenle su molekülleri arasında düzgün bir şekilde dağılır. kendilerine yer bulabilirler. Sıvı içinde dağılan partikül: < 1 nm Eriyebilirlik: Çözen Maddenin Özellikleri: Herhangi bir madde diğer bir madde içinde Çözünen maddenin belirli bir sıcaklıkta ve basınçta çözündüğü zaman çözücünün özellikleri değişir. belirli bir sıvı içinde çözünmesidir. 1. Çözen sıvının buhar basıncı  ꞏ Ortamın sıcaklığı 2. Çözen sıvının kaynama noktası  ꞏ Çözünen maddenin cinsi Çözünen madde çözene göre daha uçucu ise kaynama noktası  Eriyebilirliği etkiler ꞏ Çözen sıvının cinsi 3. Çözen sıvının donma noktası  ꞏ Partiküllerin büyüklüğü 4. Çözen sıvının osmotik basıncı  Buhar Basıncı (BB): Kaynama Noktası: Doygun buharın sıvı üzerindeki sıcaklığa bağlı basıncıdır. Sıvı yüzeyindeki veya içindeki Herhangi bir sıvının üzerindeki gaz basıncıdır ve moleküllerin sıvı yüzeyinden buharlaşmasına bağlıdır buhar basıncı atmosfer basıncını aşınca; Buharlaşan kısım sıvının üzerinde birikir ve sıvı üzerine basınç yapar. Sıvının sıcaklığı sabit bir Buharlaşma devam ederse ve kaynama kapalı bir kapta ise noktaya erişir. bir süre sonra buhar basıncı en yüksek düzeye ulaşır. Herhangi bir madde sıvı içinde çözününce, sıvının B.B  Bu sıcaklık derecesi o sıvının kaynama noktasıdır. Sıvı yüzeyindeki buharlaşmaya hazır moleküllerin buharlaşması önlenir. 2  7.10.2024 Kaynama Noktası:  Atmosfer basıncı , sıvının kaynama noktası   Her bir iyon / molekül 0.52 C / L  NaCl Na + + Cl- 1.04C  CaCl2 Ca +2 + 2 Cl - 1.56C  Sukroz 0.52 C / L   Jelatin gibi büyük moleküllerin kaynama derecelerine etkileri yoktur. Microscopic view inside a bubble in boiling water. The diagram shows the right- hand inner surface of the bubble. Note that water gas and liquid are in equilibrium. Donma Noktası: Osmotik Basınç: Osmoz: Konsantrasyonları farklı iki solüsyon arasına yarı  İyonize olan maddeler ve moleküller suyun D.N  geçirgen bir zar konulduğunda, konsantrasyonu az olan Bu olay, sıvı doymuş hale gelene kadar devam eder. solüsyondan çok olana doğru suyun geçişidir. Bu geçiş her iki solüsyonun konsantrasyonu eşit  Her bir iyon / molekül  1.86 C  oluncaya kadar devam eder. 1 mol NaCl  3.72 C  1 mol Sukroz  1.86 C  Osmotik Basınç: Konsantrasyonu az olan ortamdan, çok olan ortama sıvıyı iten kuvvettir.  Buharlaşmayan veya çözünmeyen yağ ve protein gibi Solüsyonlar arası konsantrasyon ne kadar fazla ise maddeler de donma noktasını etkilemez osmozun hızı da o kadar fazladır: osmotik basınç  Osmotik Basınç: Kristalizasyon: Katı maddelerin gerçek çözelti içinden ayrılmasıdır.  Viskozitenin yüksek olması  Protein, yağ gibi büyük moleküller  Sürekli karıştırmak Glikoz ve fruktoz miktarını  3  7.10.2024 2. Kolloidal Çözelti 2. Kolloidal Çözelti Kolloid Sistemlerde 2 Kısım Vardır: Kolloid: Büyük molekül (partikül, 1-100 nm) Kolloid solüsyon: Büyük moleküllerin 1. Kolloid partiküllerin kendisi  dağılan kısım (ortam) (Disperse phase ) oluşturduğu solüsyon Kolloid sistem: Sıvı, gaz, katı solüsyonların 2. Bu partikülleri içinde tutan  dağıtan kısım (ortam) oluşturduğu sistem. Sıvı içinde dağılan partikül: 1-100 nm Misel: Adsorpsiyon: Kolloid solüsyonlarda moleküllerin topluluğu Kolloid bir partikül tarafından sıvı tabakası veya Solüsyon içinde sol veya jel şeklinde bulunurlar. herhangi bir katı madde veya elektrik yüklerinin Sol: tutulması (kolloid partiküllere yapışması). Kolloid partiküllerinin bir kaptan diğer bir kaba dökülebilir şeklidir. Süspansiyon: Jel: Yüzme halinde bulunan katı ve çözülmeyen maddeleri Kolloid sistemin yarı katı olarak şekil almış halidir. içeren karışımdır. Sinerez(is): Jel yapıdan suyun ayrılması ve jel yapının büzüşmesidir Örnekler: Hidrofilik kolloid: Suyu seven, su ile karışarak kolayca çözünen maddeler 1- Nişasta Koyulaştırıcı, jel oluşturucu (büyük mol ağırlıklı, uzun zincirli polimerler) Amiloz mol. Kendi aralarında H bağları oluşturur. 3 boyutlu jel oluşturur. * Suda eriyerek solüsyonu koyulaştırıcı, jel oluşturucu, Amilopektin Molekülün bir araya gelmesini emülsiye edici, (dallı yapı) ve jel oluşturmasını engeller. ortamı dengeleyici rol oynarlar. 4  7.10.2024 Örnekler: Hidrofobik kolloid: 2- Sakız Polisakkarit Suyu sevmez, suda çözünmeyen maddelerdir. Ortamın viskozitesini , jel oluşturur Besinin reolojik özelliğini değiştirir Hidrofobik kolloid: ꞏ Besin hazırlamada mol. birbirine bağlar ꞏ Partiküllerin etrafını sarar, denge sağlar ꞏ Emülsiye edicidir ꞏ Koyulaştırır Hidrofilik Hidrofobik Nedeni: hidrofilik  su çeker. kolloid kolloid Koruyucu kolloid: Kolloid sistemde misellerin toplanarak Yüzey Gerilimi: çözünmesini önleyici maddelerdir. Sabit bir ısıda sıvıların yeni bir yüzey yaratması - Bu etkisi için miktar çok önemli. için gerekli iş miktarıdır. - Çok az ise koruyucu olmaz. Kolloid solüsyonun çökelek / pıhtı oluşturmasına Sıvının diğer bir sıvı ile karışma isteksizliğidir. neden olur - Yiyeceklerin Sıcaklığın artırılması yüzey gerilimini düşürür. Görünüş, Kıvam, Tat, Çözünen organik maddeler ve elektrolitler ile Koku ve Dayanıklılığı değiştirir yüzey gerilimi değişebilir. Toplam yeme kalitesini  Yüzey Gerilimini Azaltan Kapiler-aktif Maddeler: Yüzey Gerilimini Azaltan Kapiler-aktif Maddeler: - Aseton İyonize olma sonucu yüzey gerilimini  - Alkoller - Aminler - Aldehitler Daha çok sıvı yüzeyinde konsantre olurlar ve böylece bir sıvının diğer bir sıvı ile karışmasını - Proteinler kolaylaştırır. - Tanenler - Yağ asitleri - Yağlar 5  7.10.2024 Yüzeylerarası Gerilim: Kolloid Sistemlerde Dengenin Sağlanması:  Daha çok birbirini sevmeyen sıvılar arasındaki a) Su tabakası karışma isteksizliğidir. b) Yüzeyel-aktif maddeler  Kapiler aktif maddeler iki sıvıyı birbirine c) Elektrik yükleri (adsorbsiyon) karıştırır. Çünkü bu maddelerde her iki sıvıyı seven polar (hidrofilik) ve polar olmayan (hidrofobik) gruplar vardır. Kolloid Sistemlerde Dengenin Bozulması: 3. Emülsiyon a) Partiküle denge veren su tabakasının ortadan kaldırılması  Heterojen bir sistem b) Elektrik yükünü nötralizasyon c) Yüzey aktif madde etkinliği  Dağılan ve dağıtan her iki ortamda sıvı Örnek:  Partikül büyüklüğü : 10-100 mikron * Ortamdaki fazla şeker nişasta jelinin oluşmasını önler  Mekanik enerjiye gereksinme var * Fazla asit, pektin jelinde elektrik yükünü nötralize eder * Fazla ısı y.a.m. etkinliğini  Mayonez Yağ Yağ Yağ H2O HO 2 Yağ Yağ Yağ Yağ HO H2O 2 Yağ Yağ Su Su Yağ YağYağ Yağ/Su Su/Yağ Emülsifiyer Hidrofilik yağ/su emülsiyonu su/yağ emülsiyonu grup yağ-su içinde su-yağ içinde Margarin emülsiye edici madde emülsiye edici madde Hidrofilik karakterde Hidrofobik karakterde Hidrofobik grup Yağ Örn. tereyağ (s/y), margarin (s/y), mayonez (y/s), Su salata sosu (y/s), süt (y/s), krema (y/s), cips sosu (y/s) 6  7.10.2024 Emülsiye Edici Maddeler Fosfolipitler (Lesitin) O CH2 O C (CH2 )16 CH3 O  Yumurta sarısı CH3 O CH O C (CH2 )14 CH3 N+  Tam yumurta CH3 CH 2 CH2 O P O CH2 Hidrofobik CH3 O- ( Yağda çözünür)  Süt Hidrofilik (suda çözünür)  Çeşitli proteinler (kazein, jelatin, soya, kas proteini) Mono- Gliseritler (mono- stearat)  Baharatlar O CH2 O C (CH2 )16 CH3  Tuzlar HO CH Hidrofobik  Sakızlar HO CH2 Hidrofilik  Mono ve digliseritler  Pektin Di-gliseritler ( di-stearat)  Un CH2 O C O (CH2 )16 CH 3 O  Nişasta CH O C (CH2 )16 CH 3 HO CH2 Hidrofobik Hidrofilik Dengeli / Geçici Emülsiyona Etki Eden Etmenler: Dengeli / Geçici Emülsiyona Etki Eden Etmenler: Yağ Yağ Yağ Yağ Yağ Yağ A. Yüzey gerilimi Yağ Yağ Yağ Yağ Yağ Yağ Yağ Yağ Yağ Yağ Su B.Çırpma süresi ve ortamın sıcaklığı Yağ Yağ Yağ Yağ Yağ C. İki ortamın birbirine oranı Yağ Yağ Yağ Yağ Yağ Toplanma Su D. Emülsiye edici maddelerin cinsi ve miktarları Yağ Yağın sudan E. Dağıtan kısmın viskositesi ayrılması Su Fom: 4. Jelatinizasyon: Sıvı gaz emülsiyonuna örnektir. Sol kolloid sistemin jel oluşturması olayıdır. Sıvı içinde gazın dağılır. Örn: Çırpılmış yumurta Jel: * Jelatin zincirinde H-bağları oluşması * Ortam koşulları değişirse bozulur. * Tekrar koşulları değiştirmekle jel oluşur. 7  7.10.2024 Dağıtan Faz Dağıtıcı Faz Kolloid Sistem Örnekler Çözelti, Kolloid Sistem ve Süspansiyonların Karşılaştırılması Gaz Sıvı Köpük Krema, Çalkalanmış Çözelti Kolloid Sistem Süspansiyon Yumurta Homojen Heterojen Heterojen Sıvı Gaz Sıvı Ayrosol Sis bulutu Parçacıklar 10-9 m’ Parçacıklar 10-9 ve 10-6 m Parçacıklar 10-6 m’den den küçük arasında büyük Sıvı Sıvı Emülsiyon Süt, mayonez Işığı saçmaz Işığı saçar Işığı saçar ve absorplar Sıvı Katı Katı emülsiyon Jöle (Tyndall olayı) Sedimentasyonla Normal yerçekiminde değil, Normal yerçekiminde Katı Gaz Katı ayrosol Duman asla ayrılmaz ama ultrasantrifüj sedimentasyonla ayrılır. uygulandığında Katı Sıvı Sol Su içinde altın sedimentasyonla ayrılır. Bir elektrik akımı Bir elektrik akımı kolloid Bir elektrik akımının Katı Katı Katı sol Koyu kırmızı cam bazen elektrolize taneciklerin elektrot hiçbir etkisi yoktur yol açar çevresine göç etmesine yol Gaz Katı Katı köpük Sünger taşı, lav açar (Elektroforez)  Viskosite: Reoloji: Kolloid sistemin şekil değiştirme özelliğidir. Kıvam, yapışkanlık, Sıvı içinde misel , viskosite  REOLOJİ  Akıcılık: Koyuluk, akışkanlık  Elastikiyet: Plastikiyet Viskositenin daha koyu hali kolloid sistemlerin kuvvet Elastikiyet tatbiki ile şekil değiştirebilme özelliği Viskosite Akıcılık (eski halini alıyor)  Plastikiyet: Kuvvet ortadan kalkınca eski halini alamaz. Reolojik Özellikler Reoloji Bazı Besinlerin Üretiminde Çok Önemlidir: 1.Solüsyonun konsantrasyonuna * Ekmek, pasta, kurabiye 2.Ortamın sıcaklığına * Muhallebi, sütlaç, krem karamel 3.Sol içindeki maddelerin dağılımına * Soslar 4.Sol içindeki maddelerin taşıdığı elektrik yüklerine * Unlu çorbalar 5.Ortamda elektrolitlerin bulunmasına * Jöleler, şekerlemeler 6.Ortamı oluşturan maddelerin daha önceden * Peynir, yoğurt mekanik ve ısıl işlemi görüp görmeyişine bağlı olarak değişir. 8