💡 10. Sınıf Kimya: Derişim birimleri, çözünürlüğe etki eden faktörler, koligatif özellikler Çözümlü Örnekler

Bu tür bir soruyu çözmek için kütlece yüzde derişim formülünü kullanırız:

Kütlece Yüzde Derişim = \( \frac{Çözünen Madde Kütlesi}{Çözelti Kütlesi} \times 100 \)

Şimdi verilenleri yerine koyalım:

• Çözünen Madde Kütlesi (X tuzu): 20 gram
• Çözücü Kütlesi (Su): 100 gram
• Çözelti Kütlesi = Çözünen Madde Kütlesi + Çözücü Kütlesi = 20 g + 100 g = 120 gram

Formülde yerine koyduğumuzda:

Kütlece Yüzde Derişim = \( \frac{20 \text{ g}}{120 \text{ g}} \times 100 \)

Kütlece Yüzde Derişim = \( \frac{1}{6} \times 100 \approx 16.67 \)

Sonuç olarak, çözeltinin kütlece yüzde derişimi yaklaşık %16.67'dir. ✅

Molar derişim, çözünen maddenin mol sayısının, çözeltinin litre cinsinden hacmine oranıdır. Formülü şöyledir:

Molar Derişim (M) = \( \frac{Çözünen Madde Mol Sayısı (mol)}{Çözelti Hacmi (L)} \)

Verilenler:

• Çözünen Madde Mol Sayısı (NaCl): 0.5 mol
• Çözelti Hacmi: 500 mL

Öncelikle çözelti hacmini litreye çevirmeliyiz:

500 mL = \( \frac{500}{1000} \) L = 0.5 L

Şimdi molar derişimi hesaplayabiliriz:

Molar Derişim = \( \frac{0.5 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} \)

Molar Derişim = 1 mol/L

Bu çözeltinin molar derişimi 1 M'dir. 👉

Çözünürlük, belirli bir sıcaklıkta 100 gram çözücüde çözünebilen maksimum çözünen madde miktarıdır. Verilen sıcaklıkta (25 °C) NaCl'nin çözünürlüğü: 100 gram suda 36 gramdır. Şimdi 200 gram su için ne kadar NaCl çözünebileceğini hesaplayalım:

• 100 gram suda 36 gram NaCl çözünüyorsa,
• 200 gram suda \( \frac{200 \text{ g su}}{100 \text{ g su}} \times 36 \text{ g NaCl} = 2 \times 36 \text{ g NaCl} = 72 \text{ gram NaCl} \) çözünebilir.

Ancak soruda 200 gram suda sadece 50 gram NaCl çözündüğü belirtiliyor. Çünkü çözünebilecek maksimum miktar 72 gram iken, çözünen miktar 50 gramdır ve bu 72 gramdan azdır. Bu durumda oluşan çözelti doymamıştır. ❌

Bu soruyu çözmek için kütlece yüzde derişim formülünü kullanacağız ve bilinmeyeni bulacağız.

Kütlece Yüzde Derişim = \( \frac{Çözünen Madde Kütlesi}{Çözelti Kütlesi} \times 100 \)

Verilenler:

• Çözücü Kütlesi (Su): 200 gram
• İstenen Kütlece Yüzde Derişim: %10
• Çözünen Madde Kütlesi (Tuz): Bilinmiyor (buna 'x' diyelim)
• Çözelti Kütlesi = Çözünen Madde Kütlesi + Çözücü Kütlesi = x + 200 gram

Formülde yerine koyalım:

\( 10 = \frac{x}{x + 200} \times 100 \)

Şimdi denklemi çözelim:

• \( \frac{10}{100} = \frac{x}{x + 200} \)
  
• \( 0.1 = \frac{x}{x + 200} \)
  
• \( 0.1 \times (x + 200) = x \)
  
• \( 0.1x + 20 = x \)
  
• \( 20 = x - 0.1x \)
  
• \( 20 = 0.9x \)
  
• \( x = \frac{20}{0.9} \approx 22.22 \) gram

Kimyagerin yaklaşık 22.22 gram tuz kullanması gerekmektedir. 💡

Antifriz, etilen glikol gibi maddelerin suya karıştırılmasıyla elde edilir. Bu karışım, suyun kaynama noktasını yükseltir ve donma noktasını düşürür. Bu durum, koligatif özelliklerden olan kaynama noktası yükselmesi ve donma noktası düşmesi ile açıklanır.

• Donma Noktası Düşmesi: Kışın hava sıcaklığı düştüğünde, radyatördeki suyun donmasını engeller. Suyun donma noktası düştüğü için, araç soğuk havada çalışmaya devam edebilir.
• Kaynama Noktası Yükselmesi: Yazın veya aracın motoru aşırı ısındığında, suyun kaynama noktasının yükselmesi, motorun hararet yapmasını geciktirir.

Yani antifriz, aracın motorunu hem aşırı soğuktan hem de aşırı sıcaktan koruyarak daha geniş bir sıcaklık aralığında güvenli çalışmasını sağlar. 🚗💨

Öncelikle verilen çözünürlük değerini ve hazırlanan çözeltiyi analiz edelim:

• Çözünürlük: 20 °C'de 100 gram suda en fazla 10 gram X maddesi çözünebilir.
• Hazırlanan Çözelti: 200 gram suda 10 gram X maddesi çözünmüş.

Şimdi 200 gram su için maksimum çözünebilecek X maddesi miktarını hesaplayalım:

Eğer 100 gram suda 10 gram X çözünüyorsa,
200 gram suda \( \frac{200 \text{ g su}}{100 \text{ g su}} \times 10 \text{ g X} = 2 \times 10 \text{ g X} = 20 \text{ gram X} \) çözünebilir.

Başlangıçta hazırlanan çözeltide 10 gram X maddesi var ve bu miktar 20 gramın altında olduğu için çözelti doymamıştır. ✅ Şimdi 5 gram daha X maddesi eklenirse ne olacağını görelim:

• Eklenen X maddesi miktarı: 5 gram
• Toplam X maddesi miktarı: 10 g (başlangıç) + 5 g (eklenen) = 15 gram

Toplam 15 gram X maddesi, 200 gram suda çözünmeye çalışacaktır. Çözünebilecek maksimum miktar 20 gram olduğu için, eklenen 5 gram X maddesi de çözünecektir. Sonuç olarak, çözelti hala doymamış durumda olacaktır ve toplamda 15 gram X maddesi çözünmüş olacaktır. 💡

ppm, "parts per million" kelimelerinin kısaltmasıdır ve Türkçe'de "milyonda parça" veya "milyonda kısım" anlamına gelir.

ppm = \( \frac{Çözünen Madde Miktarı}{Çözelti Miktarı} \times 10^6 \)

Eğer bir çözeltinin derişimi 50 ppm ise, bu şu anlama gelir:

• Çözeltinin her 1 milyon birimlik miktarında, 50 birim çözünen madde bulunmaktadır.

Bu birimler kütle (örneğin, 50 gram tuz / 1 milyon gram su) veya hacim (örneğin, 50 mL alkol / 1 milyon mL su) olabilir. Genellikle su çözeltileri için kütle bazında kullanılır. Yani 50 ppm, çözeltinin çok seyreltik olduğunu gösterir. 💧

Bu durum, koligatif özelliklerden biri olan donma noktası düşmesi ile ilgilidir. Tuzlu suyun donma noktası, saf suyun donma noktasından daha düşüktür. Günlük hayattaki en bilinen uygulamalarından biri şunlardır:

• Yollara Tuz Serpilmesi: Kışın buzlanmayı önlemek veya buzun daha kolay erimesini sağlamak için yollara tuz serpilir. Eklenen tuz, kar ve buzla karışarak suyun donma noktasını düşürür. Bu sayede, normalde donacak olan su, daha düşük sıcaklıklarda sıvı halde kalır veya buz daha hızlı erir.
• Dondurma Yapımı: Geleneksel dondurma yapımında, dondurma kabının etrafına tuzlu su karışımı konulur. Tuzlu suyun düşük donma noktası, dondurma kabının daha soğuk olmasını sağlayarak dondurmanın daha hızlı ve etkili bir şekilde donmasına yardımcı olur.

Bu prensip, hem ulaşımı kolaylaştırmak hem de bazı gıda hazırlama süreçlerini hızlandırmak için kullanılır. ❄️🚗