💡 10. Sınıf Kimya: Çözeltilerin sıcaklıkla ilişkisi Çözümlü Örnekler

Çözüm adımları şu şekildedir:

• Verilen çözünürlük değerine göre \( 100 \) gram su, \( 30 \) gram X katısı çözebilmektedir.
• Elimizde \( 300 \) gram su olduğuna göre, doğru orantı kuralım:
• \( 100 \) gram su \( 30 \) gram X çözerse,
• \( 300 \) gram su a gram X çözer.
• Buradan içler dışlar çarpımı yaparsak:
• \[ a = \frac{300 \times 30}{100} \]
• \[ a = 90 \] gram X katısı çözünmüştür. ✅

Gazların çözünürlük özelliklerini inceleyelim:

• I. Çözeltiyi ısıtmak: Gazların çözünürlüğü sıcaklıkla ters orantılıdır. Sıcaklık artarsa çözünürlük azalır. Bu yüzden bu işlem çözünürlüğü azaltır. ❌
• II. Çözeltiyi soğutmak: Sıcaklık azaldıkça gazların sudaki çözünürlüğü artar. Bu işlem çözünürlüğü artırır. ✅
• III. Gaz eklemek: Kaba gaz eklemek çözünürlük değerini (kapasiteyi) değiştirmez, sadece çözünen miktarını değiştirebilir. Çözünürlük birim hacimdeki maksimum miktardır. ❌
• Sonuç: Yalnız II işlemi çözünürlüğü artırır.

Bu günlük hayat örneğinin bilimsel açıklaması şöyledir:

• Çayda çözünen şeker (sakkaroz) katı bir maddedir.
• Çoğu katı maddede olduğu gibi şekerin suda çözünmesi endotermik bir olaydır.
• Endotermik çözünmelerde sıcaklık arttıkça maddenin çözünürlüğü de artar.
• Bu nedenle sıcak çay, soğuk çaya göre birim hacimde daha fazla şeker çözebilir ve çözünme hızı daha yüksektir. 💡

Adım adım hesaplayalım:

• Adım 1: \( 70^\circ C \) sıcaklıktaki çözünen miktarını bulalım.
• \( 100 \) g su \( 60 \) g Y çözerse, \( 200 \) g su \( 120 \) g Y çözer.
• Adım 2: \( 20^\circ C \) sıcaklıkta bu suyun ne kadar Y çözebileceğini bulalım.
• \( 100 \) g su \( 25 \) g Y çözerse, \( 200 \) g su \( 50 \) g Y çözer.
• Adım 3: Çöken miktarı hesaplayalım.
• Başlangıçta çözünen miktar: \( 120 \) g
• Son durumda çözünebilen maksimum miktar: \( 50 \) g
• \[ Çöken = 120 - 50 = 70 \] gram Y katısı dibe çöker. ✅

Bu durumun temel sebebi oksijen gazının sudaki çözünürlüğüdür:

• Balıklar yaşamlarını sürdürmek için suda çözünmüş halde bulunan oksijene (\( O_{2} \)) ihtiyaç duyarlar.
• Oksijen bir gazdır ve gazların sudaki çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalır.
• Yazın su ısındığında, içindeki çözünmüş oksijen miktarı azalır. Balıklar oksijen yetersizliği nedeniyle zorlanır.
• Soğuk sularda ise daha fazla oksijen çözünebildiği için balıklar daha rahat oksijen alabilirler. 🌊

Çözüm adımları:

• Adım 1: \( 50^\circ C \) sıcaklıkta çözünen Z miktarını bulalım.
• \( 100 \) g su \( 40 \) g Z çözerse, \( 200 \) g su \( 80 \) g Z çözer.
• Adım 2: \( 10^\circ C \) sıcaklıkta \( 80 \) gram Z'yi çözmek için gereken su miktarını bulalım.
• \( 20 \) g Z için \( 100 \) g su gerekiyorsa,
• \( 80 \) g Z için x gram su gerekir.
• \[ x = \frac{80 \times 100}{20} = 400 \] gram su gereklidir.
• Adım 3: Eklenmesi gereken su miktarını bulalım.
• Gereken toplam su: \( 400 \) g
• Elimizdeki su: \( 200 \) g
• \[ Eklenen = 400 - 200 = 200 \] gram su eklenmelidir. ✅

Bu uyarının nedeni gazların çözünürlük karakteridir:

• Asitli içeceklerin içinde yüksek basınçla çözülmüş \( CO_{2} \) (karbondioksit) gazı bulunur.
• Gazların çözünürlüğü düşük sıcaklıkta daha yüksektir.
• İçecek soğuk olduğunda, \( CO_{2} \) gazı sıvının içinde daha iyi çözünmüş halde kalır ve kapak açıldığında gaz hemen kaçmaz.
• Eğer içecek sıcak olursa, gazın çözünürlüğü azalır ve kapak açıldığı anda gaz hızla dışarı çıkarak içeceğin "asidinin kaçmasına" neden olur. 💡

Hesaplama adımları:

• Adım 1: \( 30^\circ C \) sıcaklıktaki doygun çözeltinin bileşenlerini bulalım.
• Çözünürlük \( 35 \) g X / \( 100 \) g su ise, doygun çözelti \( 100 + 35 = 135 \) gramdır.
• \( 135 \) g çözeltide \( 35 \) g X varsa,
• \( 270 \) g çözeltide \( 70 \) g X ve \( 200 \) g su vardır.
• Adım 2: \( 50^\circ C \) sıcaklıkta \( 200 \) g suyun kapasitesini bulalım.
• \( 100 \) g su \( 55 \) g X çözerse,
• \( 200 \) g su \( 110 \) g X çözer.
• Adım 3: Eklenmesi gereken miktarı bulalım.
• Olması gereken: \( 110 \) g
• Elimizdeki: \( 70 \) g
• \[ Eklenen = 110 - 70 = 40 \] gram X katısı eklenmelidir. ✅