Difüzyon, efüzyon, çözünürlük ve çözünme olayları Ders Notu

Gazlarda Difüzyon ve Efüzyon 💨

Gaz taneciklerinin hareketleri, kinetik teori ile açıklanır. Gazlar sürekli hareket halindedir ve birbirleriyle veya bulundukları kabın çeperleriyle çarpışırlar. Bu hareketlilik sonucunda iki temel olay gerçekleşir: Difüzyon ve Efüzyon.

Difüzyon (Yayılma)

Gaz taneciklerinin çok yoğun oldukları ortamdan, az yoğun oldukları ortama doğru yayılmasına difüzyon denir. Örneğin, bir odanın bir köşesinde sıkılan parfümün kokusunun kısa sürede tüm odaya yayılması bir difüzyon olayıdır.

Efüzyon (Yayılma)

Gaz taneciklerinin küçük bir delikten vakumlu veya basıncı daha düşük bir ortama geçiş yapmasına efüzyon denir. Bir balonun ağzı bağlansa bile zamanla sönmesi, gaz taneciklerinin balonun çeperindeki mikroskobik deliklerden dışarı çıkması (efüzyon) ile açıklanır.

Önemli Not: Gazların yayılma hızı, gazın mol kütlesi (MA) ve mutlak sıcaklığı (T) ile ilişkilidir. Mol kütlesi küçük olan gazlar daha hızlı yayılır.

Çözünürlük ve Çözünme Olayları 🧪

Bir maddenin başka bir madde içerisinde homojen olarak dağılmasına çözünme denir. Çözünme olayında çözünen madde, çözücü tarafından kuşatılır. Çözünme sürecinde "Benzer benzeri çözer" ilkesi geçerlidir. Yani polar maddeler polar çözücülerde (örneğin su), apolar maddeler ise apolar çözücülerde daha iyi çözünür.

Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler

• Sıcaklık: Katıların sudaki çözünürlüğü genellikle sıcaklıkla artar. Gazların çözünürlüğü ise sıcaklık arttıkça azalır.
• Basınç: Katı ve sıvıların çözünürlüğüne basıncın etkisi ihmal edilebilir düzeydedir. Ancak gazların çözünürlüğü basınçla doğru orantılı olarak artar.
• Çözücü ve Çözünen Cinsi: Maddelerin molekül yapıları çözünürlüğü belirleyen en temel faktördür.

Çözümlü Örnek 1

Aynı sıcaklıktaki helyum (MA = 4 g/mol) ve metan (MA = 16 g/mol) gazlarının yayılma hızlarını kıyaslayınız.

Çözüm: Gazların yayılma hızı mol kütlesinin karekökü ile ters orantılıdır. Helyumun mol kütlesi metandan daha küçük olduğu için helyum gazı metandan daha hızlı yayılır.

Çözümlü Örnek 2

Bir miktar şekerli su çözeltisi hazırlarken şeker miktarını artırmak çözünürlüğü nasıl etkiler?

Çözüm: Çözünürlük, belirli bir sıcaklıkta 100 gram çözücüde çözünebilen maksimum madde miktarıdır. Şeker miktarını artırmak, çözeltinin derişimini değiştirir ancak sıcaklık sabit kaldığı sürece çözünürlük değeri değişmez.

Faktör	Katı Çözünürlüğü	Gaz Çözünürlüğü
Sıcaklık Artışı	Genelde Artar	Azalır
Basınç Artışı	Değişmez	Artar