Fiziko kimya nedir? Neyi inceler? Fiziko kimya hangi yöntemleri kullanır?

Kimya bilimi, çalışmalarının kapsamı ve temel amaçlarına göre birden fazla alt disipline ayrılmaktadır. Bu alt dallardan biri de fizikokimya olarak bilinmektedir. Fizikokimya hem fizik hem de kimya bilimlerini ortak noktada buluşturan bir alan olarak bu disiplinlerde çalışanlar için önemli bir kavramdır. Günümüzde fizikokimyanın ne olduğu sorusu bilimsel çalışmalarda bu alanın rolünü ve işlevini anlamak açısından oldukça önemlidir.

Fizikokimya nedir?

Fizikokimya, kimyasal olayların temelini fiziksel yöntemlerle analiz eden ve bu iki bilim dalını bir araya getirerek çalışan bir disiplindir. Kimyanın bir alt dalı olan Fizikokimya, madde ve enerjinin etkileşimlerini anlamak için çeşitli teorik ve deneysel yöntemleri kullanır. Bu alan, fizik ve kimya bilimlerinin konularıyla doğrudan ilişkili olarak maddelerin özelliklerini belirleyerek yeni metotların geliştirilmesini sağlar.

Fizikokimya bilimi, kimya ve fizik bilimleri arasında köprü kurmayı hedefler. Bu disiplin sayesinde maddelerin analiz edilmesi, özelliklerinin anlaşılması ve bu süreçlerin iyileştirilmesi mümkün hale gelmektedir. Fizikokimyanın çalışma şekli, maddelerin davranışlarını inceleyerek ve çeşitli enerjisel etkileşimleri anlamaya çalışarak, kimya ve fiziğin birleştiği noktada detaylı çalışmalar yapmaktır.

Fiziko kimya neyi inceler?

Fizikokimya maddelerin yapılarını, özelliklerini ve bu özelliklerin maddeler arası etkileşimlerle nasıl değiştiğini inceleyen bilim dalıdır. Fizikokimyanın amacı, kimyasal ve fiziksel süreçleri bir arada ele alarak maddelerin enerjilerini ve bu enerjinin nasıl kullanıldığını anlamaktır. Fizikokimya şu konuları inceler:

Termodinamik: Maddelerin enerjilerini ve bu enerjinin nasıl değiştiğini, enerji aktarımını ve kimyasal reaksiyonların yönünü belirleyen kuralları ele alır.
Yüzey Kimyası: Maddelerin yüzeylerindeki kimyasal olayları, yüzeylerin özelliklerini ve yüzey etkileşimlerini inceler.
Elektrokimya: Elektrik akımı ile kimyasal reaksiyonların nasıl meydana geldiğini ve bu süreçlerin enerji ile ilişkisini araştırır.
Fotokimya: Işığın kimyasal reaksiyonlar üzerindeki etkilerini inceler.
Nükleer kimya: Atomların çekirdekleriyle ilgili kimyasal süreçleri ve radyoaktif elementlerin özelliklerini inceler.
Elektrik ve manyetik özellikler: Maddelerin elektriksel ve manyetik özelliklerini, bu özelliklerin nedenlerini ve kullanım alanlarını inceler.
Kimyasal denge ve çözeltiler: Kimyasal denge durumlarını, çözeltilerin oluşumunu ve bu süreçlerdeki enerji değişimlerini inceler.
Termokimya ve ısıl özellikler: Kimyasal reaksiyonların ısı değişimini ve enerjinin nasıl açığa çıktığını veya tüketildiğini inceler.

Fizikokimya hangi yöntemleri kullanır?

Fizikokimyanın kullandığı başlıca yöntemler şunlardır:

• Spektroskopi: Işığın maddelerle etkileşimini inceleyerek maddelerin yapılarını ve özelliklerini belirler. Bilhassa nükleer manyetik rezonans (NMR), ultraviyole-görünür (UV-Vis) ve lazer spektroskopisi gibi teknikler kullanılır.
• Kinetik: Kimyasal reaksiyonların hızlarını ve bu reaksiyonların nasıl ilerlediğini incelemek için kinetik yöntemler kullanılır. Bu yöntemler, hız denklemleri ve reaksiyon mekanizmalarını anlamaya yardımcı olur.
• Termodinamik: Maddelerin enerji durumlarını ve enerji değişimlerini analiz etmek için termodinamik hesaplamalar yapılır. Bu yöntemlerle Gibbs enerjisi, entropi ve entalpi hesaplamaları gibi termodinamik veriler elde edilir.
• Elektrokimya: Maddelerin elektriksel özelliklerini incelemek için elektrokimyasal hücreler, voltametri ve amperometri gibi elektrokimyasal teknikler kullanılır.
• Çözelti kimyası: Çözeltilerin oluşturulmasını ve çözeltilerin özelliklerini incelemek için titrasyon, denge analizleri ve çözünürlük çalışmaları gibi yöntemler uygulanır.
• Sinter: Yüzeylerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini incelemek için yüzey analiz teknikleri kullanılır. Bunlar arasında elektron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve X-ışını difraksiyonu (XRD) yer alır.
• Fiziksel kimya analizleri: Maddelerin fiziksel özelliklerini, yoğunluk, viskozite, difüzyon gibi özelliklerini incelemek için çeşitli fiziksel kimya analiz yöntemleri kullanılır.
• Bilgisayar simülasyonları: Maddelerin moleküler düzeyde davranışlarını simüle etmek için moleküler dinamik simülasyonları ve hesaplamalı kimya yöntemleri kullanılır.