💡 10. Sınıf Kimya: Çözünürlük kavramı Çözümlü Örnekler
1
Çözümlü Örnek
Kolay Seviye
Soru: \( 25^\circ C \) sıcaklıkta saf suyun çözünürlüğü \( 100 \) g suda \( 35 \) g \( X \) tuzu olarak verilmiştir. Buna göre, aynı sıcaklıkta \( 400 \) g saf su kullanılarak hazırlanan doygun çözeltide kaç gram \( X \) tuzu çözünmüştür? 🧪
Çözüm ve Açıklama
Çözünürlük problemlerinde doğru orantı kurarak sonuca ulaşabiliriz:
Verilen çözünürlük değerine göre: \( 100 \) g su \( 35 \) g \( X \) tuzu çözebilmektedir.
Bizim elimizde \( 400 \) g su bulunmaktadır.
Orantı kuralım: \( 100 \) g su \( 35 \) g tuz çözerse, \( 400 \) g su \( a \) gram tuz çözer.
Denklem: \( a = \frac{400 \times 35}{100} \)
Hesaplama: \( a = 4 \times 35 = 140 \) g.
✅ Cevap: \( 400 \) g su içerisinde \( 140 \) g \( X \) tuzu çözünmüştür.
2
Çözümlü Örnek
Orta Seviye
Soru: Bir \( Y \) katısının \( 20^\circ C \)'deki çözünürlüğü \( 25 \) g / \( 100 \) g sudur. Aynı sıcaklıkta \( 200 \) g su ve \( 60 \) g \( Y \) katısı karıştırılıyor. Oluşan karışım için aşağıdakilerden hangisi doğrudur? 🤔
I. Çözelti doymuştur. II. \( 10 \) g katı çözünmeden dibe çöker. III. Çözelti kütlesi \( 260 \) gramdır.
Çözüm ve Açıklama
Adım adım analiz edelim:
1. Adım: \( 200 \) g suyun ne kadar madde çözebileceğini bulalım.
\( 100 \) g su \( 25 \) g çözüyorsa, \( 200 \) g su \( 200 \times \frac{25}{100} = 50 \) g \( Y \) katısı çözebilir.
2. Adım: Eklenen madde miktarı ile karşılaştıralım.
Eklenen miktar \( 60 \) g, çözünebilen miktar \( 50 \) g.
Bu durumda \( 60 - 50 = 10 \) g katı çözünmeden dibe çöker. (II. Öncül Doğru)
3. Adım: Doygunluk kontrolü.
Su kapasitesi kadar maddeyi çözdüğü için çözelti doygundur. (I. Öncül Doğru)
4. Adım: Çözelti kütlesi hesabı.
Çözelti kütlesi = Çözücü + Çözünen (Dibe çöken katı çözeltiye dahil edilmez!)
Soru: Sıcaklık arttıkça çözünürlüğü artan (endotermik) bir \( Z \) katısının doygun çözeltisi ısıtılırsa; 🌡️
a) Çözeltinin derişimi nasıl değişir? b) Çözeltinin tekrar doygun hale gelmesi için ne yapılmalıdır?
Çözüm ve Açıklama
Endotermik çözünme süreçlerinde sıcaklık ve çözünürlük doğru orantılıdır:
a) Derişim Değişimi: Çözelti ısıtıldığında suyun çözme kapasitesi artar. Ancak içerideki madde miktarı sabit kaldığı için çözelti doymamış hale gelir. Çözünen veya çözücü miktarı değişmediği sürece derişim başlangıçta değişmez (buharlaşma ihmal edilirse).
b) Tekrar Doygun Yapma: Çözelti doymamış hale geldiği için tekrar doygun yapmak için:
1. Bir miktar daha \( Z \) katısı eklenmelidir.
2. Veya bir miktar su buharlaştırılmalıdır.
📌 Not: Sıcaklık artışı kapasiteyi artırır, bu yüzden doymamışlık oluşur.
4
Çözümlü Örnek
Günlük Hayattan Örnek
Örnek: Neden soğuk içilen gazozların kapağı açıldığında, sıcak içilenlere göre daha az gaz çıkışı gözlemlenir? Gazların çözünürlüğü ile bu durumu açıklayınız. 🥤
Çözüm ve Açıklama
Bu durum gazların çözünürlük karakteristikleri ile ilgilidir:
Sıcaklık Etkisi: Gazların sudaki çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalır (egzotermik).
Soğuk gazozda karbondioksit gazı daha fazla çözünmüş haldedir.
Gazoz ısındığında, gazın çözünürlüğü azalır ve gaz sıvı fazdan ayrılarak kabarcıklar halinde dışarı çıkmaya başlar.
Basınç Etkisi: Kapak açıldığında üzerindeki basınç düşer, bu da gazın çözünürlüğünü azaltır.
✅ Sonuç: Soğuk gazozda gaz daha iyi "hapsedildiği" (çözündüğü) için kapak açıldığında daha stabil kalır. Sıcak gazozda ise gaz zaten kaçmaya meyillidir.
5
Çözümlü Örnek
Yeni Nesil Soru
Soru: Bir öğrenci, çayına attığı toz şekerin, küp şekere göre daha hızlı çözündüğünü fark ediyor. Ayrıca çayını karıştırdığında bu hızın daha da arttığını gözlemliyor. ☕
Öğrencinin bu gözlemleri çözünürlük değerini değiştirir mi? Çözünme hızı ile çözünürlük arasındaki farkı açıklayınız.
Çözüm ve Açıklama
Bu çok karıştırılan bir kavramdır. İşte açıklaması:
Çözünme Hızı: Birim zamanda çözünen madde miktarıdır. Temas yüzeyi (toz şeker), karıştırma ve sıcaklık hızı artırır.
Çözünürlük: Belirli şartlarda (sıcaklık, basınç) çözünebilecek maksimum madde miktarıdır.
Öğrencinin yaptığı karıştırma ve temas yüzeyini artırma (toz şeker kullanma) işlemleri sadece çözünme hızını artırır.
💡 Önemli: Karıştırmak veya maddeyi ufalamak bir maddenin 100 gram sudaki çözünürlük (kapasite) değerini değiştirmez.
✅ Cevap: Hayır, çözünürlük değeri değişmez, sadece dengeye ulaşma süresi kısalır.
6
Çözümlü Örnek
Zor Seviye
Soru: \( 60^\circ C \)'de çözünürlüğü \( 50 \) g / \( 100 \) g su olan bir tuzun \( 450 \) gram doygun çözeltisi hazırlanıyor. Bu çözelti \( 20^\circ C \)'ye soğutulduğunda \( 60 \) g tuz dibe çöküyor. Buna göre, bu tuzun \( 20^\circ C \)'deki çözünürlüğü kaç g / \( 100 \) g sudur? ❄️
Çözüm ve Açıklama
Adım adım hesaplayalım:
1. Adım: \( 60^\circ C \)'deki çözelti bileşenlerini bulalım.
Çözünürlük \( 50 \) ise, \( 100 \) g su + \( 50 \) g tuz = \( 150 \) g doygun çözelti.
\( 150 \) g çözeltide \( 50 \) g tuz varsa, \( 450 \) g çözeltide \( x \) g tuz vardır.
\( x = \frac{450 \times 50}{150} = 150 \) g tuz.
Su miktarı = \( 450 - 150 = 300 \) g su.
2. Adım: Soğutma sonrası kalan tuzu bulalım.
\( 60 \) g tuz çöktüğüne göre çözeltide kalan tuz = \( 150 - 60 = 90 \) g.
3. Adım: \( 20^\circ C \)'deki çözünürlüğü hesaplayalım.
\( 300 \) g su \( 90 \) g tuz çözebiliyorsa (doygun durumda), \( 100 \) g su \( y \) g tuz çözer.
\( y = \frac{100 \times 90}{300} = 30 \) g.
✅ Cevap: \( 20^\circ C \)'deki çözünürlük \( 30 \) g / \( 100 \) g sudur.
7
Çözümlü Örnek
Orta Seviye
Soru: "Benzer benzeri çözer" ilkesine göre, aşağıdaki madde çiftlerinden hangilerinin birbiri içinde iyi çözünmesi beklenir? 🔍
Çözünürlükte molekül yapılarının benzerliği temel kuraldır:
1. Çift: Her iki madde de polardır. Aralarında hidrojen bağı ve dipol-dipol etkileşimleri oluşur. İyi çözünür. ✅
2. Çift: Her iki madde de apolardır. Aralarında London kuvvetleri etkindir. İyi çözünür. ✅
3. Çift: Biri polar diğeri apolardır. Etkileşimleri zayıf kalır, faz ayrımı gözlenir. Çözünmez. ❌
✅ Sonuç: 1 ve 2 numaralı çiftlerin birbiri içinde çözünmesi beklenir.
8
Çözümlü Örnek
Orta Seviye
Soru: Kütlece % \( 20 \)'lik \( 200 \) gram tuzlu su çözeltisini aynı sıcaklıkta doygun hale getirmek için \( 10 \) gram daha tuz eklenmesi gerekiyor. Buna göre, bu sıcaklıkta tuzun çözünürlüğü kaç g / \( 100 \) g sudur? 📊
Çözüm ve Açıklama
Önce mevcut miktarları, sonra doygunluk sınırını bulalım:
1. Adım: Mevcut çözeltideki tuz ve su:
Tuz = \( 200 \times \frac{20}{100} = 40 \) g.
Su = \( 200 - 40 = 160 \) g.
2. Adım: Doygunluk için gereken toplam tuz:
Eklenen \( 10 \) g ile birlikte toplam tuz = \( 40 + 10 = 50 \) g.
3. Adım: Çözünürlük hesabı (\( 100 \) g su üzerinden):
\( 160 \) g su \( 50 \) g tuz ile doyuyorsa, \( 100 \) g su \( z \) g tuz ile doyar.
\( z = \frac{100 \times 50}{160} = \frac{500}{16} = 31.25 \) g.
✅ Cevap: Çözünürlük \( 31.25 \) g / \( 100 \) g sudur.
10. Sınıf Kimya: Çözünürlük kavramı Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Soru: \( 25^\circ C \) sıcaklıkta saf suyun çözünürlüğü \( 100 \) g suda \( 35 \) g \( X \) tuzu olarak verilmiştir. Buna göre, aynı sıcaklıkta \( 400 \) g saf su kullanılarak hazırlanan doygun çözeltide kaç gram \( X \) tuzu çözünmüştür? 🧪
Çözüm:
Çözünürlük problemlerinde doğru orantı kurarak sonuca ulaşabiliriz:
Verilen çözünürlük değerine göre: \( 100 \) g su \( 35 \) g \( X \) tuzu çözebilmektedir.
Bizim elimizde \( 400 \) g su bulunmaktadır.
Orantı kuralım: \( 100 \) g su \( 35 \) g tuz çözerse, \( 400 \) g su \( a \) gram tuz çözer.
Denklem: \( a = \frac{400 \times 35}{100} \)
Hesaplama: \( a = 4 \times 35 = 140 \) g.
✅ Cevap: \( 400 \) g su içerisinde \( 140 \) g \( X \) tuzu çözünmüştür.
Örnek 2:
Soru: Bir \( Y \) katısının \( 20^\circ C \)'deki çözünürlüğü \( 25 \) g / \( 100 \) g sudur. Aynı sıcaklıkta \( 200 \) g su ve \( 60 \) g \( Y \) katısı karıştırılıyor. Oluşan karışım için aşağıdakilerden hangisi doğrudur? 🤔
I. Çözelti doymuştur. II. \( 10 \) g katı çözünmeden dibe çöker. III. Çözelti kütlesi \( 260 \) gramdır.
Çözüm:
Adım adım analiz edelim:
1. Adım: \( 200 \) g suyun ne kadar madde çözebileceğini bulalım.
\( 100 \) g su \( 25 \) g çözüyorsa, \( 200 \) g su \( 200 \times \frac{25}{100} = 50 \) g \( Y \) katısı çözebilir.
2. Adım: Eklenen madde miktarı ile karşılaştıralım.
Eklenen miktar \( 60 \) g, çözünebilen miktar \( 50 \) g.
Bu durumda \( 60 - 50 = 10 \) g katı çözünmeden dibe çöker. (II. Öncül Doğru)
3. Adım: Doygunluk kontrolü.
Su kapasitesi kadar maddeyi çözdüğü için çözelti doygundur. (I. Öncül Doğru)
4. Adım: Çözelti kütlesi hesabı.
Çözelti kütlesi = Çözücü + Çözünen (Dibe çöken katı çözeltiye dahil edilmez!)
Soru: Sıcaklık arttıkça çözünürlüğü artan (endotermik) bir \( Z \) katısının doygun çözeltisi ısıtılırsa; 🌡️
a) Çözeltinin derişimi nasıl değişir? b) Çözeltinin tekrar doygun hale gelmesi için ne yapılmalıdır?
Çözüm:
Endotermik çözünme süreçlerinde sıcaklık ve çözünürlük doğru orantılıdır:
a) Derişim Değişimi: Çözelti ısıtıldığında suyun çözme kapasitesi artar. Ancak içerideki madde miktarı sabit kaldığı için çözelti doymamış hale gelir. Çözünen veya çözücü miktarı değişmediği sürece derişim başlangıçta değişmez (buharlaşma ihmal edilirse).
b) Tekrar Doygun Yapma: Çözelti doymamış hale geldiği için tekrar doygun yapmak için:
1. Bir miktar daha \( Z \) katısı eklenmelidir.
2. Veya bir miktar su buharlaştırılmalıdır.
📌 Not: Sıcaklık artışı kapasiteyi artırır, bu yüzden doymamışlık oluşur.
Örnek 4:
Örnek: Neden soğuk içilen gazozların kapağı açıldığında, sıcak içilenlere göre daha az gaz çıkışı gözlemlenir? Gazların çözünürlüğü ile bu durumu açıklayınız. 🥤
Çözüm:
Bu durum gazların çözünürlük karakteristikleri ile ilgilidir:
Sıcaklık Etkisi: Gazların sudaki çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalır (egzotermik).
Soğuk gazozda karbondioksit gazı daha fazla çözünmüş haldedir.
Gazoz ısındığında, gazın çözünürlüğü azalır ve gaz sıvı fazdan ayrılarak kabarcıklar halinde dışarı çıkmaya başlar.
Basınç Etkisi: Kapak açıldığında üzerindeki basınç düşer, bu da gazın çözünürlüğünü azaltır.
✅ Sonuç: Soğuk gazozda gaz daha iyi "hapsedildiği" (çözündüğü) için kapak açıldığında daha stabil kalır. Sıcak gazozda ise gaz zaten kaçmaya meyillidir.
Örnek 5:
Soru: Bir öğrenci, çayına attığı toz şekerin, küp şekere göre daha hızlı çözündüğünü fark ediyor. Ayrıca çayını karıştırdığında bu hızın daha da arttığını gözlemliyor. ☕
Öğrencinin bu gözlemleri çözünürlük değerini değiştirir mi? Çözünme hızı ile çözünürlük arasındaki farkı açıklayınız.
Çözüm:
Bu çok karıştırılan bir kavramdır. İşte açıklaması:
Çözünme Hızı: Birim zamanda çözünen madde miktarıdır. Temas yüzeyi (toz şeker), karıştırma ve sıcaklık hızı artırır.
Çözünürlük: Belirli şartlarda (sıcaklık, basınç) çözünebilecek maksimum madde miktarıdır.
Öğrencinin yaptığı karıştırma ve temas yüzeyini artırma (toz şeker kullanma) işlemleri sadece çözünme hızını artırır.
💡 Önemli: Karıştırmak veya maddeyi ufalamak bir maddenin 100 gram sudaki çözünürlük (kapasite) değerini değiştirmez.
✅ Cevap: Hayır, çözünürlük değeri değişmez, sadece dengeye ulaşma süresi kısalır.
Örnek 6:
Soru: \( 60^\circ C \)'de çözünürlüğü \( 50 \) g / \( 100 \) g su olan bir tuzun \( 450 \) gram doygun çözeltisi hazırlanıyor. Bu çözelti \( 20^\circ C \)'ye soğutulduğunda \( 60 \) g tuz dibe çöküyor. Buna göre, bu tuzun \( 20^\circ C \)'deki çözünürlüğü kaç g / \( 100 \) g sudur? ❄️
Çözüm:
Adım adım hesaplayalım:
1. Adım: \( 60^\circ C \)'deki çözelti bileşenlerini bulalım.
Çözünürlük \( 50 \) ise, \( 100 \) g su + \( 50 \) g tuz = \( 150 \) g doygun çözelti.
\( 150 \) g çözeltide \( 50 \) g tuz varsa, \( 450 \) g çözeltide \( x \) g tuz vardır.
\( x = \frac{450 \times 50}{150} = 150 \) g tuz.
Su miktarı = \( 450 - 150 = 300 \) g su.
2. Adım: Soğutma sonrası kalan tuzu bulalım.
\( 60 \) g tuz çöktüğüne göre çözeltide kalan tuz = \( 150 - 60 = 90 \) g.
3. Adım: \( 20^\circ C \)'deki çözünürlüğü hesaplayalım.
\( 300 \) g su \( 90 \) g tuz çözebiliyorsa (doygun durumda), \( 100 \) g su \( y \) g tuz çözer.
\( y = \frac{100 \times 90}{300} = 30 \) g.
✅ Cevap: \( 20^\circ C \)'deki çözünürlük \( 30 \) g / \( 100 \) g sudur.
Örnek 7:
Soru: "Benzer benzeri çözer" ilkesine göre, aşağıdaki madde çiftlerinden hangilerinin birbiri içinde iyi çözünmesi beklenir? 🔍
Çözünürlükte molekül yapılarının benzerliği temel kuraldır:
1. Çift: Her iki madde de polardır. Aralarında hidrojen bağı ve dipol-dipol etkileşimleri oluşur. İyi çözünür. ✅
2. Çift: Her iki madde de apolardır. Aralarında London kuvvetleri etkindir. İyi çözünür. ✅
3. Çift: Biri polar diğeri apolardır. Etkileşimleri zayıf kalır, faz ayrımı gözlenir. Çözünmez. ❌
✅ Sonuç: 1 ve 2 numaralı çiftlerin birbiri içinde çözünmesi beklenir.
Örnek 8:
Soru: Kütlece % \( 20 \)'lik \( 200 \) gram tuzlu su çözeltisini aynı sıcaklıkta doygun hale getirmek için \( 10 \) gram daha tuz eklenmesi gerekiyor. Buna göre, bu sıcaklıkta tuzun çözünürlüğü kaç g / \( 100 \) g sudur? 📊
Çözüm:
Önce mevcut miktarları, sonra doygunluk sınırını bulalım:
1. Adım: Mevcut çözeltideki tuz ve su:
Tuz = \( 200 \times \frac{20}{100} = 40 \) g.
Su = \( 200 - 40 = 160 \) g.
2. Adım: Doygunluk için gereken toplam tuz:
Eklenen \( 10 \) g ile birlikte toplam tuz = \( 40 + 10 = 50 \) g.
3. Adım: Çözünürlük hesabı (\( 100 \) g su üzerinden):
\( 160 \) g su \( 50 \) g tuz ile doyuyorsa, \( 100 \) g su \( z \) g tuz ile doyar.
\( z = \frac{100 \times 50}{160} = \frac{500}{16} = 31.25 \) g.
✅ Cevap: Çözünürlük \( 31.25 \) g / \( 100 \) g sudur.