Mıknatıs Nedir Mıknatısın Çekme Özelliği

Mıknatıs Nedir Mıknatısın Tanımı Anlamı

Demir nikel çelik gibi bazı aaaalleri kendine çeken bunu da manyetik kutup özelliği sayesinde yapabilen Maddeye mıknatıs denmiş Manyetik alana sahip materyale mıknatıs denir yani O da özünde bir aaaaldir ve çoğunlukla “U” harfi şeklinde biçimlendirilmiştir İki ucu diğer bir deyişle iki kutbu manyetik bir itme ve çekme gücüne sahiptir

Aslında her şeyin kendine göre bir çekilme yetisi vardır Demirinki çok yüksekken sıvı oksijeninki çok düşüktür örneğin Su bile manyetik alan tarafından hareketlendirilebilir

Bahsettiğimiz bu manyetik çekiş ve itiş gücüne doğal olarak sahip bulunan tiptekilere tabii ya da doğal mıknatıs sonradan kazandırılan güçlerle bu hale gelmiş olanlara suni ya da yapay mıknatıs ham demirden bir parçanın çevresine sarılmış selenoit isimli geçirgen bir madde yardımıyla elektrik akımı geçiren ve bu şekilde mıknatıs özelliği kazanmış olanlara da elektromıknatıs denir Elektromıknatıs geçici diğer ikisi ise kalıcı mıknatıs özelliğine sahiptir

Magnetit olarak bilinen ve kimyasal açılımı Fe3O4 olan demir cevheri magnetik özellikler taşır Mıknatıs taşı denen ve doğal olarak çekim gücüne sahip olan cevher de mıknatıs yapımında kullanılır Ancak bunu çokça bulmak mümkün değildir

Manyetik alanın birimi tesla manyetik alanın çekim gücü birimi ise 'weber'dir

İsim kökeni ve kısa tarihi

Mıknatıs sözcüğünün kökeninin bizim topraklardan geldiğine dair bir bilgi var
İngilizce 'magnet' kelimesi mıknatıs maddesinin çok bulunduğu Manisa eski adıyla Magnesia'dan türemiş Bir diğer bilgi de Latin kökenli 'manyes' kelimesinin 'manyesia'ya dönüşmesi ve İngilizce 'magnet' e dönüşmüş olduğudur

Mıknatıs kullanarak ilk kez pusula yapan millet kimilerine göre Araplar olmasına rağmen çoğu tarihçi Çinliler üzerinde duruyor Mıknatıs taşının tahta üzerine yerleştirilip su dolu bir kaba bırakıldığında kuzey – güney doğrultusunu işaret ettiğini nasıl buldular onu bilemiyoruz tabii ki Bildiğimiz onları Yunanlıların takip ettiği Ünlü filozof ve bilim adamı Tales magnetizma konusunda o zamana kadarki en ciddi araştırmaları yapmış ve bulduklarını aktarmış İngiliz bilim insanı William Gilbert de “De Magnete” isimli kitabında dünyanın küresel bir mıknatıs olduğunu açıklamış Buna göre elimizdeki pusula doğal olarak yerkürenin manyetik kutbunu işaret ediyor

Elektrik ile magnetizma arasındaki ilişki tabii ki bundan çok uzun zaman sonra ortaya çıkarılabilmiş 1819'da Danimarkalı profesör Hans Christian Oersted bir derste uyguladığı deneyde elektrik devresinin açılma ve kapanması ile yakında bulunan pusulanın iğnesinin saptığını görmüş Araştırmasını bu yönde geliştirince bir mıknatısın yanındaki telin içinden akım geçirildiğinde mıknatısın teli hareket ettirdiğini gözlemiş Böylece elektrik ile magnetizma arasındaki ilişki kanıtlanmış Andre Marie Ampere Dominique François Arago Georg Simon Ohm Michael Faraday gibi ünlü bilimciler bu konudaki bulguları gitgide daha da geliştirmişler Elektrik ve magnetizma arasındaki çalışmaları o zaman için en üst düzeye çıkaran bilim adamı ise James Clerk Maxwell olmuş

Mıknatıs kutuplarını belirlemek için kuzey ve güney ifadeleri kullanılır Bu aslında yerkürenin manyetik alanı ile benzeşir Yerküreyi bir mıknatıs gibi düşünürsek Kuzey Kutbu tarafındaki manyetik kutup güney Güney Kutbu tarafındaki manyetik kutup ise kuzey olur Bu tersliği özellikle vurgulayalım Kendi haline bırakılan bir mıknatıs gidip kuzey-güney yönünü bulacaktır Kuzey Kutbu'nu gösteren tarafı pozitif kutup Güney Kutbu'na dönük tarafı ise negatif kutup olarak adlandırılır Zıt kutuplar birbirini çekerken aynı kutuplar itme eğilimi gösterirler

Elimize bir çubuk mıknatıs alıp onu bir şekilde ikiye bölebilirsek ayrı iki mıknatıs elde ederiz ve onun da aynı şekilde kutupları olur Bu iki kutbun çekim gücü de birbirine eşit Zaten kutup dediğimiz kısımlar Atom ların diziliminden ötürü manyetik alanın en güçlü olduğu yerler

Bilimsel adı manyetit olan doğal mıknatıs kristal yapılı bir demir cevheridir Manyetik kutup özelliği taşıyan nikel kobalt gibi özel maddeler çeşitli şekilde bildiğimiz mıknatıs haline getirilebilir: Var olan bir mıknatıs ile temas ettirilebilir veya yerkürenin manyetik meridyenine paralel bir şekilde yerleştirilip sert bir darbe uygulanabilir

Bütün maddeler proton nötron elektron gibi parçacıklardan oluşur Bunlar en basit ifadeyle kendi kendilerine dönerler ve bu da onlara bir manyetik alan gücü kazandırır Bu mantıkla tüm maddelerin manyetik olması gerekir ama güçleri farklıdır Bunun sebebi de parçacıkların dizilimidir Örneğin eğer parçacıklar çok sık dizilmişse her biri bir diğerinin manyetik alanını ortadan kaldırır Mıknatısta bu dizilim en yüksek çekimi oluşturacak biçimdedir

Elektronlar manyetik alan oluşturma işinde çok başarılıdır Bir atom içinde elektronlar yörüngelere dizilmiş çiftler halinde ya da tek tek bulunabilir Çift halinde iseler dönüş yönleri birbirine terstir Bazı atomlarda da çift olmayan elektronlar bulunur Tüm mıknatıslar çift olmayan elektronlara sahiptir ama çift elektronlu tüm atomlar manyetik olmayabilir

Elektromıknatıs yapmak için yalıtılmış çok ince kablolar ham demire sarılır ve kablolardan elektrik akımı geçirilir Elektrik akımı kesildiğinde mıknatıs özelliği de kaybolur Manyetik alanlar elektrik akımları sayesinde oluşur Akım taşıyan tek bir telin çekim gücü az olacağı için bobin denen makara etrafına bir çok tel sarılır ve çekim alanı böylece güçlendirilir Bakın şurada minik bir elektromıknatıs yapmanın en basit yolu anlatılmış

Mıknatısla ilgili diğer bazı bilgiler

Mıknatısın kullanıldığı başlıca yerlere bakacak olursak pusula bildiğimiz VHS videolar kasetler bilgisayarların içindeki floppy diskler ve hard diskler kredi ve ATM kartları Televizyon ve bilgisayar monitörleri kapı zili hoparlör ve mikrofonlar elektrikli motor ve jeneratörler transformatörler öne çıkıyor Dikiş makinelerini de unutmayalım; yere saçılan bin tane toplu iğneyi en ufak hasarla toplamanın tek yolu mıknatıs değilse nedir? Bir de buzdolabı kapaklarının üstüne yapıştırılan süsler var tabii

Eğer canınız bir mıknatısı bozmak istiyorsa çok fazla ısıtın mıknatısları birbirine vurun ya da mıknatısın üzerine ağır bir şeyle darbeler indirin Canınız kıymetli elektronik cihazlarınızı bozmak istiyorsa da yanlarına bolca mıknatıs yerleştirin


MANYETİZMA VE ELEKTRO MANYETİZMA

A-MIKNATIS:
Demir çelik gibi maddeleri, kendi çekme özelliği olan maddelere mıknatıs denir Bir mıknatıs doğada bulunduğu şekliyle mıknatıslık (yani demir, çelik gibi maddeleri çekme) özelliğini taşıyorsa doğal mıknatıs olarak adlandırılır Bir de elektrik akımından dolayı oluşan mıknatıslık özelliği vardır Mıknatıslığını elektrik akımına borçlu olan maddeler de elektromıknatıs adını alır
Mıknatıslık özelliği gösteren maddelerle mıknatıslar tarafından çekilen maddeler olarak adlandırılırlar Örneğin bir mıknatıs manyetik bir maddedir Çünkü diğer bazı maddeleri çekme özelliğine sahiptir Demir de manyetik bir maddedir Çünkü mıknatıs tarafından çekme özelliğine sahiptir Buna karşılık plastik, manyetik bir madde değildir Ne bir maddeyi çeker, ne de mıknatıs tarafından çekilebilir Maddelerin birçoğu manyetik değildir Manyetik olmayan maddelere, bakır,gümüş,alüminyum,tahta,kağıt,deri,cam örnek olarak gösterilebilir
Maddelerin mıknatıs özelliği gösterip göstermemesinin temelinde, elektronların atom çekirdeği etrafında dönerken aynı zamanda kendi eksenleri etrafında da dönmeleri yatar Kendi ekseni etrafında bir çekim alanı meydana gelir Kendi ekseni etrafında dönen bir elektronun etrafında bir çekim alanı meydana gelir Kuşkusuz tek elektron etrafında meydana gelen bu çekim alanı çok zayıftır diğer bir elektron ters yönde dönüyorsa bu iki elektronun çekim alanları birbirlerini nötrleştirir yani, yok eder Mıknatıslık özelliği olmayan maddelerde durum böyledir Sonuçta birbirinin tersi yönde dönen atomların sayıları aşağı yukarı eşit durumdadır ve böylece toplam bir çekim kuvveti oluşmaz
Buna karşılık bazı maddelerde elektronların çoğu kendi eksenleri etrafında dönerlerken aynı yönde dönerler Böylece aynı yönde dönen elektronların çekim kuvvetli doğar
Maddelerin manyetik özelliklerine manyetizma denir Manyetik maddelerle ilgili tüm konular manyetizma başlığı altında incelenirler
Manyetizma genel bir kavramdır ve doğal mıknatısların yanında elektro mıknatısları da içerir Elektromıknatıslarla ilgili özellikler elektro manyetizma alt başlığı altında incelenir Elektromanyetizma,manyetizmanın bir çeşidi olarak karşımıza çıkar

B- MIKNATIS KUTUPLARI:
Bir mıknatısta çekme özelliği iki uçta yoğunlaşır Mıknatıs bir çubuk biçimindeyse, mıknatıslık özelliği iki zıt uçta en güçlü biçimde ortaya çıkar Bu uçlar mıknatısın kutupları olarak adlandırılırlar
Her mıknatısta iki kutup vardır Bu kutuplar N kutbu ve S kutbu olarak adlandırılırlar İngilizce’de güney ve kuzey anlamlarına gelirler


1)DENEYİN ADI: YEMEK TUZU-DEMİR TOZU VE KUM KARIŞIMININ AYRILMASI

2)DENEYİN AMACI:Karışımı bileşenlerine ayırabilme

3)TEORİK BİLGİ:
MADDE:Uzayda yer kaplayan,hacmi,kütlesi,eylemsizliği olan her şeye madde denir
*Bir madde örneği;ya saf maddedir ya da bir karışımdırSaf madde ise ya element ya da bir bileşiktirKarışım ise ya homojen ya da heterojendir ……(1)
Maddenin Ayırt Edici Özellikleri:
Farklı maddelerden yapılmış iki cisim aynı kütleye sahip olabileceğinden kütle ya da hacim maddeleri ayırt etmeye yetmez
Maddeleri birbirinden ayırt etmek için o maddenin miktarına bağlı olmayan özelliklerine bakılmalıdır Saf bir maddenin kütlesi ne olursa olsun değişmeyen birtakım özellikleri vardır Bunlara ayırt edici özellikler denir Maddelerin başlıca ayırt edici özellikleri ve bu özelliklerin maddelerin hangi fiziksel halleri için geçerli olduğu aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Ayırt Edici Özellikler

Maddenin Fiziksel Hali


KATI SIVI GAZ
Özkütle
+ + +
Erime Noktası
+ - -
Donma Noktası
- + -
Kaynama Noktası
- + -
Yoğunlaşma Noktası
- - +
Çözünürlük
+ + +
Sıcaklıkla Genleşme
+ + -
Esneklik
+ - -
Öz Isı
+ + +

Tablo-1 ……(2)

KARIŞIMLAR:Birden fazla maddenin her türlü oranda biraraya gelerek kimyasal özelliklerini kaybetmeden oluşturdukları topluluğa karışım denir ……(3)Karışımda maddeler fiziksel özelliklerini kaybedebilirlerKarışımlar ikiye ayrılır:

a)Homojen karışımlar:Özellikleri her yerinde aynı olan karışımlardır

b)Heterojen karışımlar:Özellikleri her yerinde aynı olmayan karışımlardır
Heterojen karışımlar da ikiye ayrılır:
-Süspansiyon: katı+sıvı heterojen karışımlarının özel adıdır
ÖRNEK= tebeşir tozu+su karışımı gibi
-Emülsiyon: sıvı + sıvı heterojen karışımların özel adıdır
ÖRNEK= zeytinyağı+su karışımı gibi ……(1)

KARIŞIMLARIN ÖZELLİKLERİ :

• Karışımlarda maddeler kendi özelliklerini korurlar
• Karışımlar fiziksel yollarla bileşenlerine ayrılabilir
• Erime ve kaynama noktaları sabit değildir
• Homojen ya da heterojen olabilirler
• Yapısında en az iki cins atom vardır
• Saf değildirler
• Formülleri yoktur
• Maddeler belirli oranlarda birleşmezler ……(1)

**Karışımların özelliği,kendisini oluşturan maddelerin özelliklerine ve bu maddelerin karışımdaki oranlarına bağlıdır ……(4)

KARIŞIMLARIN AYRILMASI :
Karışımlar uygun fiziksel değişikliklerle bileşenlerine ayrılabilir

• Ayırma hunisi: sıvı+sıvı heterojen karışımlar
• Ayıklama:katı+katı heterojen karışımlar pens yardımı ile ayrılır
• Magnetik ayırma:Karışımdaki maddelerin biri magnetik olursa…
• Dibe çökme,üste çıkma:Yoğunlukları farklı iki katının,çözünmedikleri bir sıvıya atılarak ayrılmaları
• Aktarmaıvı üzerinde kalan maddenin başka bir yere alınması
• Süzmeıvı+katı heterojen karışımların,süzgeç kağıdı yardımı ile ayrılması
• Santrifüjlemeıvı+katı heterojen karışımda; katı parçacıklar süzgeç kağıdından geçebilecek kadar küçük ise bu yöntem kullanılır
• Flotasyon(yüzdürme):Laboratuardan ziyade aaaalurji de maden cevherlerini,taş topraktan ayıklamaya yarayan metoddur
• Dializ: Santrifüjleme ile bir sonuç alınamayacak kadar parçacıkları küçük maddelerin (kollidlerin)ayrılmasına yarar ……(1)

Karışımların Fiziksel Yöntemlerle Bileşenlerine Ayrılması :
1- Elektriklenme ile ayırma :
Sürtünme ile elektrik yükü kazanan bazı cisimler, birtakım maddeleri kendilerine çekerler Plastik, yün kumaş parçasına sürtüldüğünde; cam çubuk, ipek kumaş parçasına sürtüldüğünde elektrik yükü kazanır ve böyle bir cisim, tuz-karabiber karışımına yaklaştırıldığında, karabiber tanelerini kendine çeker Aynı şekilde yemek tuzu-kükürt karışımındaki kükürt, elektriklenme özelliği ile yemek tuzundan ayrılabilir
2- Mıknatıs ile ayırma :
Mıknatıs; demir, nikel ve kobalt gibi aaaalleri kendine çeker Bir karışımın mıknatıs ile ayrılabilmesi için karışımdaki maddelerden birinin mıknatıs tarafından çekilmesi gerekir Demir tozu-kükürt tozu, nikel tozu-cam tozu karışımları bu yolla ayrılabilir …(2)
3- Özkütle farkı ile ayırma :
a) Katı-katı karışımlarda : Kum-odun talaşı karışımı suya bırakıldığında, özkütlesi suyun özkütlesinden büyük olan kum dibe çökerken, özkütlesi suyun özkütlesinden küçük olan odun talaşı su üstünde yüzer Yüzen kısım bir kaşık ile, dibe çöken kısım da süzme ile sıvıdan ayrılır
b) Sıvı-sıvı karışımlarda : Heterojen sıvı karışımlarını ayırmak için ayırma hunisi kullanılır Ayrılacak sıvı karışımı (Örneğin; zeytin yağı-su karışımı) ayırma hunisine konulduğunda, özkütlesi daha küçük olan sıvı (zeytin yağı) üstte, özkütlesi daha büyük olan sıvı (su) altta birer faz oluşturur Musluk açılıp alttaki sıvı toplama kabına alınarak musluk kapatılır Böylece iki sıvı birbirinden ayrılmış olur
4- Çözünürlük farkı ile ayırma :

a) Katı-sıvı karışımlarda : Katı-sıvı heterojen karışımları ayırmak için süzme işlemi kullanılır Bu işlemde, katı tanecikleri geçirmeyen; fakat sıvının geçebileceği incelikte gözenekleri olan süzgeç kağıtları, filtreler kullanılır Deniz suyu-kum karışımı süzüldüğünde; kum süzgeç kağıdının üzerinde kalır, sıvı başka bir kapta toplanır

b) Katı-katı karışımlarda : Çözünürlükleri birbirinden farklı olan iki maddenin karışımını ayırmak için kullanılan bir yöntemdir Naftalin-şeker karışımını ayırmak için bu yöntem kullanılabilir Naftalin suda çözünmeyen, şeker ise iyi çözünen maddedir Bu durumda naftalin süzgeç kağıdının üzerinde kalır Şekerli su çözeltisi de, suyu buharlaştırılarak şeker ayrı bir kapta toplanır Buna kristallendirme denir
5- Kaynama noktaları farkına göre ayırma :
Homojen karışımlar, bileşenlerinin kaynama noktalarının farkına göre ayrılabilir
a) Katı-sıvı homojen karışımlar : Bir katı-sıvı homojen karışımının ısıtılarak buharlaştırılması ve oluşan buharın soğutularak yoğunlaştırılmasına damıtma denir Burada ayırma, sıvının kaynama noktasının, katının kaynama noktasından çok daha düşük olması esasına dayanmaktadır Deniz suyundan içme suyu elde edilmesi damıtma yöntemiyle gerçekleştirilmektedir

b) Sıvı-sıvı homojen karışımlar : İki veya daha çok sıvıdan oluşan bir homojen karışımda sıvı bileşenleri, kaynama noktaları farkına göre ayırıp, her birini ayrı ayrı elde etme işlemine ayrımsal damıtma denir Alkol-su karışımı bu yolla ayrılır Alkolün kaynama noktası, sudan daha düşük olduğundan toplama kabında alkol toplanır Ayrımsal damıtmada, bileşenlerin kaynama noktaları arasındaki fark ne kadar büyük ise ayırma o kadar kolay olur Ham petrolün damıtılması sonucu fuel-oil, benzin, motorin vs gibi ürünlerin elde edilmesi buna örnektir

c) Gaz-gaz karışımları : Kaynama noktaları farkına göre ayırma, gaz karışımlarını da bileşenlerine ayırmak için kullanılabilir Bir gazın sıvı hale geçtiği sıcaklığa yoğunlaşma noktası denir Bu sıcaklık, aynı maddenin kaynama noktasına eşittir Bir gaz karışımı soğutulursa, önce kaynama noktası en yüksek olan gaz yoğunlaşmaya başlar ve yoğunlaşma sırasında sıcaklık sabit kalır Bu gaz, karışımdan ayrıldıktan sonra sıcaklık tekrar düşer Başka bir gaz bileşeninin kaynama noktasına gelindiğinde de bu bileşen yoğunlaşır İşlem bu şekilde sürer

Havanın bileşimindeki azot, oksijen ve çok az oranda argon gazlarını birbirinden ayırmak için önce hava tamamen soğutularak sıvılaştırılır (Kaynama noktaları : azotun-1960C, argonun-1860C ve oksijenin-1830C’dir) Daha sonra da ısıtılmaya başlanarakayrımsal damıtma uygulanır Sırasıyla önce azot, sonra argon, en son olarak da oksijen elde edilir ……(2)

4)KULLANILAN ARAÇ GEREÇLER :
vMıknatıs
vBeher(100 ml)
vDemir tozu
vHuni
vYemek tuzu
vSüzgeç kağıdı
vİnce kum
vBaget

5)DENEYİN YAPILIŞI :

• Bir miktar yemek tuzu bir miktar kum ve bir miktar demir tozu 100 ml beher içinde iyice karıştırılır
• Karışım temiz bir kağıt üzerine dökülür ve içerisinde mıknatıs gezdirilirMıknatıs üzerinde toplanan demir tozları başka bir kağıt üzerine alınır
• Geride kalan karışım içinde 50 ml saf su bulunan 100 ml beher içine alınır ve bagetle karıştırılarak iyice çözülür
• Karışımın hepsinin çözünüp çözünmediği kontrol edilir ve oluşan çözelti süzülür
• Süzgeç kağıdı üzerinde kalan kum tanecikleri de ayrıştırıldıktan sonra beher içindeki çözeltiyi de kaynatırız
• Son olarak da su buharlaşır ve yemek tuzu da kapta kalarak ayrılmış olur

6)DENEYİN SONUCU:
Biz bu deneyimizde, ayırma yöntemlerinden öncelikle manyetik ayırmayı kullandık ve mıknatısın çekebileceği madde olan demir tozunu karışımımızdan ayırdık Daha sonra süzmeden yararlandık ve süzgeç kağıdında suda erimeden kalan kum tanelerini de ayırdık Bu arada suda çözünen yemek tuzu, suyla beraber süzgeç kağıdından geçmiş oldu Son olarak buharlaştırma yöntemiyle de; buharlaşan suyun ardından, kapta yemek tuzumuz kaldı Bu üç ayırma yönteminin birbirini takip ederek uygulanması sonucu başlangıçtaki karışımımız ayrılmış oldu

7)DENEYİN YORUMU:
Başlangıçta karışıma mıknatıs gezdirmiştik Demir tozları mıknatıs tarafından çok zor çekildi Bunun nedeni mıknatısın zayıf olmasıydı Demir tozlarının mıknatıs tarafından çekilme nedeni; demirin paramagnetik bir madde olmasıdır Mıknatısın çekemediği maddeler de diamagnetik maddelerdir
Yemek tuzunun suda çözünüp,kumun çözünmemesinin nedeni ise;suyun polar yapıda olmasıdır Polar yapılar;polar yapıları, apolar yapılar; apolar yapıları çözerYemek tuzu da polar yapı gösterdiği için su içinde çözündü Kumun ise böyle bir yapısı olmadığı için suda çözünemedi

8)KAYNAKÇA :

• Fen Bilgisi Laboratuarı Deney Klavuzu; Dr Sinan Erten, Araş Gör Pınar Özdemir, Dr Cemil Aydoğdu, Araş Gör Serkan Yılmaz, Ankara-2004
• ÖSS’ye Hazırlık Kimya Fem Yayınları, Sürat Basım, İzmir-Şubat 2001
• Faruk Karaca; ÖYS Kimya, Mega Yayıncılık-1995
• Selami Yemenici; ÖYS Kimya, Başarı Yayınları-1997