🎓 10. Sınıf
📚 10. Sınıf Kimya
💡 10. Sınıf Kimya: Molarite ve Ppm Çözümlü Örnekler
10. Sınıf Kimya: Molarite ve Ppm Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
500 gram suda 20 gram sodyum klorür (NaCl) çözünerek bir çözelti hazırlanıyor. Bu çözeltinin molar derişimi nedir? (NaCl'nin mol kütlesi = 58.44 g/mol, suyun yoğunluğu yaklaşık 1 g/mL)
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için öncelikle çözünen maddenin mol sayısını ve çözeltinin hacmini bulmamız gerekiyor.
- 1. Adım: Mol Sayısını Hesaplama
Çözünen NaCl'nin mol sayısını şu formülle buluruz:
\( n_{NaCl} = \frac{m_{NaCl}}{M_{NaCl}} \)
Burada \( m_{NaCl} \) kütle (20 g) ve \( M_{NaCl} \) mol kütlesidir (58.44 g/mol).
\( n_{NaCl} = \frac{20 \text{ g}}{58.44 \text{ g/mol}} \approx 0.342 \text{ mol} \) 💡 - 2. Adım: Çözelti Hacmini Hesaplama
Çözücü olan suyun kütlesi 500 gram ve yoğunluğu yaklaşık 1 g/mL'dir. Bu durumda suyun hacmi:
\( V_{su} = \frac{m_{su}}{\rho_{su}} = \frac{500 \text{ g}}{1 \text{ g/mL}} = 500 \text{ mL} \)
Çözeltinin hacmi, çözünenin hacmi ihmal edildiğinde yaklaşık olarak çözücünün hacmine eşittir. Bu nedenle çözelti hacmi yaklaşık 500 mL'dir. Bunu litreye çevirelim:
\( V_{çözelti} = 500 \text{ mL} = 0.5 \text{ L} \) 💧 - 3. Adım: Molar Derişimi Hesaplama
Molar derişim (M), çözünen maddenin mol sayısının çözelti hacmine (litre cinsinden) oranıdır:
\( M = \frac{n_{çözünen}}{V_{çözelti}} \)
\( M = \frac{0.342 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} \approx 0.684 \text{ M} \) ✅
Örnek 2:
2 litre sulu çözeltide 11.1 gram kalsiyum klorür (CaCl₂) bulunmaktadır. Bu çözeltinin molar derişimi nedir? (Ca: 40 g/mol, Cl: 35.5 g/mol)
Çözüm:
Bu soruda da yine mol sayısını ve hacmi kullanarak molar derişimi hesaplayacağız.
- 1. Adım: CaCl₂'nin Mol Kütlesini Hesaplama
Kalsiyum (Ca) atom kütlesi 40 g/mol ve Klor (Cl) atom kütlesi 35.5 g/mol'dür. CaCl₂'nin mol kütlesi:
\( M_{CaCl_2} = 40 \text{ g/mol} + (2 \times 35.5 \text{ g/mol}) = 40 + 71 = 111 \text{ g/mol} \) ➕ - 2. Adım: CaCl₂'nin Mol Sayısını Hesaplama
Verilen kütle 11.1 gramdır.
\( n_{CaCl_2} = \frac{m_{CaCl_2}}{M_{CaCl_2}} = \frac{11.1 \text{ g}}{111 \text{ g/mol}} = 0.1 \text{ mol} \) ⚛️ - 3. Adım: Molar Derişimi Hesaplama
Çözeltinin hacmi 2 litre olarak verilmiştir.
\( M = \frac{n_{çözünen}}{V_{çözelti}} = \frac{0.1 \text{ mol}}{2 \text{ L}} = 0.05 \text{ M} \) 🧪
Örnek 3:
Bir şişe gazlı içeceğin üzerinde "10 ppm" yazıyor. Bu, içeceğin içinde ne kadar madde olduğunu ifade eder? (ppm: parts per million - milyonda bir kısım)
Çözüm:
ppm, çok seyreltik çözeltilerde kullanılan bir derişim birimidir ve milyonda bir kısım anlamına gelir. Bu, çözünen maddenin miktarının, çözücünün veya çözeltinin toplam miktarına oranının milyonda bir olduğu anlamına gelir.
- ppm'in Anlamı
"10 ppm" demek, çözeltinin her 1 milyon biriminde, çözünen maddeden 10 birim olduğu anlamına gelir. Bu birimler kütle veya hacim olabilir. Genellikle katı çözünenler için kütle/kütle oranı, gazlar için kütle/hacim oranı veya hacim/hacim oranı kullanılır.
Örneğin, 10 ppm'lik bir çözeltide:
- Eğer kütle/kütle oranı ise: 1 kg çözeltide 10 mg çözünen madde vardır. (1 kg = 1,000,000 mg)
- Eğer hacim/hacim oranı ise: 1 L çözeltide 10 µL (mikrolitre) çözünen madde vardır. (1 L = 1,000,000 µL)
- Günlük Hayat Uygulaması
Yani, şişedeki gazlı içecekte bulunan şeker, aroma veya diğer katkı maddelerinin miktarı, içeceğin toplam hacmine veya kütlesine göre çok çok azdır. Bu, içeceğin büyük çoğunluğunun su olduğunu gösterir. 🥤
Örnek 4:
Bir kimya laboratuvarında, 250 mL'lik bir çözeltinin molar derişimi 0.2 M olarak hazırlanmıştır. Bu çözeltiyi hazırlamak için kaç gram potasyum nitrat (KNO₃) kullanılmıştır? (K: 39 g/mol, N: 14 g/mol, O: 16 g/mol)
Çözüm:
Bu soruda, molar derişim ve hacimden yola çıkarak çözünen maddenin kütlesini bulacağız.
- 1. Adım: KNO₃'ün Mol Kütlesini Hesaplama
Potasyum (K) atom kütlesi 39 g/mol, Azot (N) atom kütlesi 14 g/mol ve Oksijen (O) atom kütlesi 16 g/mol'dür.
\( M_{KNO_3} = 39 \text{ g/mol} + 14 \text{ g/mol} + (3 \times 16 \text{ g/mol}) = 39 + 14 + 48 = 101 \text{ g/mol} \) ⚗️ - 2. Adım: Çözelti Hacmini Litreye Çevirme
Verilen hacim 250 mL'dir.
\( V_{çözelti} = 250 \text{ mL} = 0.25 \text{ L} \) 📏 - 3. Adım: Çözünen Maddenin Mol Sayısını Hesaplama
Molar derişim formülünü kullanarak mol sayısını bulabiliriz: \( M = \frac{n}{V} \Rightarrow n = M \times V \)
\( n_{KNO_3} = 0.2 \text{ M} \times 0.25 \text{ L} = 0.05 \text{ mol} \) 🧫 - 4. Adım: Kullanılan KNO₃ Kütlesini Hesaplama
Mol sayısını ve mol kütlesini kullanarak kütleyi buluruz: \( m = n \times M \)
\( m_{KNO_3} = 0.05 \text{ mol} \times 101 \text{ g/mol} = 5.05 \text{ g} \) ⚖️
Örnek 5:
1 litrelik bir çözeltide 5.85 gram sodyum klorür (NaCl) çözünmüştür. Bu çözeltinin molar derişimi nedir? (NaCl'nin mol kütlesi = 58.5 g/mol)
Çözüm:
Bu klasik bir molarite hesaplama sorusudur.
- 1. Adım: NaCl'nin Mol Sayısını Hesaplama
Verilen kütle 5.85 gram ve mol kütlesi 58.5 g/mol'dür.
\( n_{NaCl} = \frac{m_{NaCl}}{M_{NaCl}} = \frac{5.85 \text{ g}}{58.5 \text{ g/mol}} = 0.1 \text{ mol} \) 🌟 - 2. Adım: Molar Derişimi Hesaplama
Çözelti hacmi 1 litre olarak verilmiştir.
\( M = \frac{n_{çözünen}}{V_{çözelti}} = \frac{0.1 \text{ mol}}{1 \text{ L}} = 0.1 \text{ M} \) 💡
Örnek 6:
200 ppm'lik bir tuzlu su çözeltisinde, 500 gram su bulunmaktadır. Bu çözeltide kaç gram tuz (NaCl) çözünmüştür? (ppm: milyonda bir kısım)
Çözüm:
Bu soruda ppm birimini kullanarak çözünen maddenin kütlesini bulacağız.
- 1. Adım: ppm'in Anlamını Kullanma
200 ppm'lik bir çözelti demek, her 1 milyon gram çözeltide 200 gram çözünen madde olduğu anlamına gelir. Bu genellikle kütle/kütle oranıdır.
\( \text{ppm} = \frac{m_{çözünen}}{m_{çözelti}} \times 10^6 \) - 2. Adım: Çözelti Kütlesini Hesaplama
Çözeltinin kütlesi, çözücünün (su) kütlesi ile çözünenin (tuz) kütlesinin toplamıdır: \( m_{çözelti} = m_{su} + m_{tuz} \).
\( m_{çözelti} = 500 \text{ g} + m_{tuz} \) - 3. Adım: Tuz Kütlesini Hesaplama
ppm formülünü kullanarak \( m_{tuz} \) değerini bulmaya çalışalım:
\( 200 = \frac{m_{tuz}}{500 \text{ g} + m_{tuz}} \times 10^6 \)
Bu denklemi çözmek biraz karmaşık olabilir. Daha basit bir yaklaşım kullanabiliriz: Eğer çözünen madde miktarı çözücüye göre çok küçükse, \( m_{çözelti} \approx m_{çözücü} \) kabul edilebilir. Bu durumda:
\( 200 \approx \frac{m_{tuz}}{500 \text{ g}} \times 10^6 \)
\( m_{tuz} \approx \frac{200 \times 500 \text{ g}}{10^6} = \frac{100000 \text{ g}}{1000000} = 0.1 \text{ g} \) 🧂
Örnek 7:
Bir havuzun dezenfeksiyonu için klor tabletleri kullanılıyor. Havuz suyunun klor konsantrasyonunun 2 ppm olması isteniyor. Eğer havuzun hacmi 50 m³ ise, kaç gram klor (Cl₂) gereklidir? (1 m³ = 1000 L, Cl₂'nin mol kütlesi = 71 g/mol, 1 ppm kütle/hacim = 1 mg/L kabul edilebilir.)
Çözüm:
Bu, ppm'in günlük hayatta, özellikle havuz bakımı gibi alanlarda nasıl kullanıldığını gösteren bir örnektir.
- 1. Adım: Havuz Hacmini Litreye Çevirme
Havuzun hacmi 50 m³'tür. 1 m³ = 1000 L olduğundan:
\( V_{havuz} = 50 \text{ m}^3 \times 1000 \text{ L/m}^3 = 50000 \text{ L} \) 🏊 - 2. Adım: İstenen Klor Miktarını Hesaplama (ppm'den mg'a)
İstenen konsantrasyon 2 ppm'dir. ppm'i kütle/hacim olarak (1 ppm = 1 mg/L) kabul edersek:
\( \text{Konsantrasyon} = \frac{m_{çözünen}}{V_{çözelti}} \)
\( 2 \text{ mg/L} = \frac{m_{klor}}{50000 \text{ L}} \)
\( m_{klor} = 2 \text{ mg/L} \times 50000 \text{ L} = 100000 \text{ mg} \) 💧 - 3. Adım: Klor Miktarını Grama Çevirme
Bulduğumuz miktar miligram cinsindendir. Bunu grama çevirelim (1 g = 1000 mg):
\( m_{klor} = \frac{100000 \text{ mg}}{1000 \text{ mg/g}} = 100 \text{ g} \) 🧴
Örnek 8:
500 mL sülfürik asit (H₂SO₄) çözeltisinin molar derişimi 0.5 M'dir. Bu çözeltiyi hazırlamak için kaç gram H₂SO₄ kullanılmıştır? (H: 1 g/mol, S: 32 g/mol, O: 16 g/mol)
Çözüm:
Bu soruda da molar derişim, hacim ve mol kütlesi kullanılarak çözünen maddenin kütlesi hesaplanacaktır.
- 1. Adım: H₂SO₄'ün Mol Kütlesini Hesaplama
Hidrojen (H) atom kütlesi 1 g/mol, Kükürt (S) atom kütlesi 32 g/mol ve Oksijen (O) atom kütlesi 16 g/mol'dür.
\( M_{H_2SO_4} = (2 \times 1 \text{ g/mol}) + 32 \text{ g/mol} + (4 \times 16 \text{ g/mol}) = 2 + 32 + 64 = 98 \text{ g/mol} \) 🧪 - 2. Adım: Çözelti Hacmini Litreye Çevirme
Verilen hacim 500 mL'dir.
\( V_{çözelti} = 500 \text{ mL} = 0.5 \text{ L} \) 📏 - 3. Adım: Çözünen Maddenin Mol Sayısını Hesaplama
Molar derişim formülünü kullanarak mol sayısını buluruz: \( n = M \times V \)
\( n_{H_2SO_4} = 0.5 \text{ M} \times 0.5 \text{ L} = 0.25 \text{ mol} \) ⚛️ - 4. Adım: Kullanılan H₂SO₄ Kütlesini Hesaplama
Mol sayısını ve mol kütlesini kullanarak kütleyi buluruz: \( m = n \times M \)
\( m_{H_2SO_4} = 0.25 \text{ mol} \times 98 \text{ g/mol} = 24.5 \text{ g} \) ⚖️
Örnek 9:
Bir laborant, 100 ppm'lik bir sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi hazırlamak istiyor. Elinde 100 gram NaOH katısı ve 10 litre saf su bulunmaktadır. Laborant, elindeki NaOH katısının tamamını kullanarak bu konsantrasyonda bir çözelti hazırlayabilir mi? Açıklayınız. (NaOH'ın mol kütlesi = 40 g/mol)
Çözüm:
Bu soru, verilen madde miktarı ile istenen konsantrasyonun uyumlu olup olmadığını kontrol etmemizi gerektiriyor.
- 1. Adım: İstenen Konsantrasyona Göre Gerekli NaOH Miktarını Hesaplama
İstenen konsantrasyon 100 ppm'dir. ppm'i kütle/hacim olarak (1 ppm = 1 mg/L) kabul edelim.
Çözelti hacmi 10 litre olarak verilmiştir.
\( \text{İstenen Konsantrasyon} = \frac{m_{NaOH}}{V_{çözelti}} \)
\( 100 \text{ mg/L} = \frac{m_{NaOH}}{10 \text{ L}} \)
\( m_{NaOH} = 100 \text{ mg/L} \times 10 \text{ L} = 1000 \text{ mg} \) 💡 - 2. Adım: Miligramı Grama Çevirme
Bulduğumuz miktar miligram cinsindendir. Bunu grama çevirelim:
\( m_{NaOH} = \frac{1000 \text{ mg}}{1000 \text{ mg/g}} = 1 \text{ g} \) 💧 - 3. Adım: Elimizdeki NaOH Miktarını Kontrol Etme
Laborantın elinde 100 gram NaOH katısı bulunmaktadır. - 4. Adım: Sonucu Değerlendirme
10 litre su ile 100 ppm'lik bir çözelti hazırlamak için sadece 1 gram NaOH gereklidir. Laborantın elinde ise 100 gram NaOH bulunmaktadır.
👉 Bu durumda, laborant elindeki NaOH katısının tamamını kullanırsa, 100 ppm'den çok daha yüksek bir konsantrasyonda çözelti hazırlamış olur. Hazırlanacak çözeltinin konsantrasyonu şu şekilde hesaplanabilir:
\( \text{Hazırlanacak Konsantrasyon} = \frac{100 \text{ g NaOH}}{10 \text{ L}} = \frac{100000 \text{ mg}}{10 \text{ L}} = 10000 \text{ ppm} \)
Bu, istenen konsantrasyonun 100 katıdır. ✅
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/10-sinif-kimya-molarite-ve-ppm/sorular