İçindekiler
1Çözelti Tanımı
Çözelti, iki veya daha fazla homojen karışımıdır. Çözelti, çözücü ve çözünen maddelerden oluşur.
Çözelti Bileşenleri
- •Çözücü: Çözünen maddeyi çözen ortam. Genellikle daha fazla miktarda bulunur. (Su gibi)
- •Çözünen: Çözücüde çözünen madde. Genellikle daha az miktarda bulunur. (Tuz gibi)
Örnek: Tuzlu su → Su (çözücü) + Tuz (çözünen)
Çözeltilerin özellikleri:
1. Homojendir (tek faz)
2. Çökeltsiz (süspansiyon değildir)
3. Şeffaftır (ışık geçirir)
4. Bileşimi değişken olabilir
Çözelti vs Süspansiyon
Çözelti: Homojen, saydamsız, çökeltsiz (tuzlu su)
Süspansiyon: Heterojen, bulanık, çökelti olur (un-su karışımı)
2Derişim Birimleri
Derişim, bir çözeltideki çözünen madde miktarının çözelti hacmine bölünmesidir. Farklı derişim birimleri vardır.
1. Molarıte (Molarıket) - M
M = n / V(L) = mol / L
n: Çözünen mol sayısı, V: Çözelti hacmi (litre)
Örnek: 0.1 mol NaCl'ı 1 L su içinde çözdüğümüzde 0.1 M NaCl çözeltisi oluşur.
2. Molalite (Molallik) - m
m = n / kg(çözücü)
Çözelti hacmine değil çözücü kütlesine göre hesaplanır
3. Yüzde Derişim (%)
Kütle Yüzdesi (% m/m)
% = (m çözünen / m çözelti) × 100
Hacim Yüzdesi (% v/v)
% = (V çözünen / V çözelti) × 100
4. ppm (Milyonda Bir Kısım)
Çok seyreltik çözeltilerde kullanılır. 1 ppm = 1 mg/L
Örnek: İçme suyu standartları (Pb: 0.015 ppm, Fe: 0.3 ppm)
Sınav İpucu
Sınavlarda molarıte en çok sorulmaktadır. Seyreltme ve karıştırma problemlerinde C₁V₁ = C₂V₂ formülünü kullanın.
3Çözünürlük Kavramı
Çözünürlük, belirli sıcaklıkta ve basınçta, belirli bir çözücüye maksimum olarak çözülebilecek çözünen madde miktarıdır.
Çözeltinin Türleri
- 1.Doygun çözelti: Maksimum miktarda çözünen içerir. Daha fazla çözünen çözülemez.
- 2.Doymamış çözelti: Çözünen miktarı çözünürlüğün altındadır. Daha fazla çözünen çözülebilir.
- 3.Aşırı doygun çözelti: Maksimum miktardan daha fazla çözünen içerir (kararsız durum).
Çözünürlük Birimleri
g/100g çözücü: 100g çözücüde kaç gram çözünen çözülür
g/L veya mol/L: 1 litresi çözeltide kaç gram/mol çözünen çözülür
Örnek: NaCl'nin çözünürlüğü 25°C'de 36.3 g/100g su. Bu demek ki 100g suya 36.3g NaCl çözülebilir.
4Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler
Sıcaklık
Çoğu katı tuz, sıcaklık artarken çözünürlüğü artar (endotermik çözelti oluşumu). Gazlarda ise sıcaklık artarken çözünürlüğü azalır (eksotermik çözelti oluşumu). Su gibi anormal durumlar vardır (0-4°C aralığında yoğunluk azalır).
Basınç
Katı maddelerin çözünürlüğü basınçtan çok etkilenmez. Gazların çözünürlüğü ise Henry Kanununa göre artar: C = K × P (Gazlı içeceklerde yüksek basınç altında daha çok gaz çözülür)
Çözücü Türü
"Like dissolves like" (benzer benzerine çözülür) kuralı geçerlidir. Polar çözücüler (su) polar maddeler çözer iyi. Apolar çözücüler (benzin) apolar maddeler çözer iyi.
İyonlaştırıcı Madde İçeriği
Çözeltide zaten bulunan iyonlar, aynı iyonu içeren tuzun çözünürlüğünü azaltır. Örnek: Tuzlu suya daha fazla NaCl katılamaz (ortak iyon etkisi).
5Seyreltme ve Karıştırma
Seyreltme veya karıştırma işlemlerinde çözünen madde miktarı değişmez, sadece çözelti hacmi değişir.
Seyreltme Formülü
C₁ × V₁ = C₂ × V₂
C: Derişim, V: Hacim (1 = ön, 2 = son)
Karıştırma Formülü
C₁ × V₁ + C₂ × V₂ = C₃ × V₃
İki çözelti karıştırıldığında
Örnek
0.2 M 50 mL çözelti, 200 mL su ile seyreltilirse nihai derişim ne olur?
0.2 × 50 = C₂ × (50 + 200)
10 = C₂ × 250
C₂ = 0.04 M
6Koligatif Özellikler
Koligatif özellikler, çözünen maddenin türüne değil, çözünen maddecik sayısına bağlı olan özelliklerdir.
1. Kaynama Noktası Yükselmesi (ΔTb)
ΔTb = Kb × m × i
Kb: Ebulyoskopik sabit, m: Molalite, i: Van't Hoff faktörü (iyonlaşma derecesi)
Çözelti suyun kaynama noktasından (100°C) daha yüksek sıcaklıkta kaynar. Su için Kb = 0.52 °C·kg/mol
2. Donma Noktası Alçalması (ΔTf)
ΔTf = Kf × m × i
Kf: Kryoskopik sabit (Su için Kf = 1.86 °C·kg/mol)
Çözelti suyun donma noktasından (0°C) daha düşük sıcaklıkta donar. Kış aylarında yollara tuz atılmasının sebebi budur.
3. Osmotik Basınç (π)
π = M × R × T × i
M: Molarıte, R: Gaz sabiti (0.082 L·atm/mol·K), T: Mutlak sıcaklık
Hücrelerin su almasına veya vermesine sebep olan basınç farkıdır. Hiper/hipotenik çözelti hücreleri büzüştürür veya şişirir.
4. Buhar Basıncı Alçalması
Raoult Yasası: P = P° × χ
P°: Saf çözücünün buhar basıncı, χ: Çözücünün mol fraksiyonu
Çözünen madde çözücüyü buharlaşmaktan engeller.
7Önemli Noktalar
Mutlaka Bilmen Gerekenler
- Molarıte hacme bağlı, molalite çözücü kütlesine bağlıdır
- C₁V₁ = C₂V₂ seyreltme formülü çok önemli
- Koligatif özellikler çözünen madde türünden değil miktarına bağlı
- Doygun çözelti maksimum çözünen içerir
- Katıların çözünürlüğü sıcaklıkla artar, gazlarının sıcaklıkla azalır
- i faktörü (van't Hoff): Iyonlaşmayan 1, tamamen iyonlaşan 2-3
- Hipertonik çözelti hücreyi büzüştürür, hipotonik şişirir
Sık Yapılan Hatalar
- Seyreltme problemlerinde çözünen mol sayısı değişmez (sadece hacim değişir)
- Koligatif özellikler formüllerinde i faktörünü unutmak
- Gazların çözünürlüğünün sıcaklıkla arttığını düşünmek (azalır)
- Molalite ile molarıteyi karıştırmak
- Doygun çözelti ile aşırı doygun çözelti arasındaki farkı bilmemek
- Hiper/hipotonik çözeltilerin hücrelere etkisini yanlış öğrenmek
- Derişim birimlerini birbirine çevirirken hata yapmak
8Pratik Sorular
Öğrendiklerini test et! Aşağıdaki soruları çözmeye çalış.
0.5 mol NaCl'ı 1 L su içinde çözdüğümüzde oluşan çözeltinin molarıtesi kaçtır?
0.2 M 100 mL çözelti, 150 mL su ile seyreltilirse nihai derişim ne olur?
Bir çözelti 25°C'de doygun ise, sıcaklık 50°C'ye çıkarsa ne olur? (Katı tuzlar için)
0.1 m (molalite) NaCl çözeltisinin kaynama noktası yükselmesini hesaplayınız. (Kb = 0.52, i = 2)
0.1 M NaCl çözeltisinin 25°C'deki osmotik basıncını atm cinsinden hesaplayınız. (R = 0.082)