💡 11. Sınıf Kimya: Çözeltiler Çözümlü Örnekler

Bu örnekte, bir çözeltinin kütlece yüzde derişimini hesaplamayı öğreneceğiz.
👉 Kütlece yüzde derişim, çözünen maddenin kütlesinin çözeltinin toplam kütlesine oranının 100 ile çarpılmasıyla bulunur.

• 📌 Çözünen kütlesi: Yemek tuzu (NaCl) \( = 50 \) gram
• 📌 Çözücü kütlesi: Su \( = 200 \) gram
• ✅ Çözeltinin toplam kütlesi: Çözünen kütlesi + Çözücü kütlesi \( = 50 + 200 = 250 \) gram

Şimdi formülü uygulayalım: \[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{\text{Çözünen Kütlesi}}{\text{Çözeltinin Toplam Kütlesi}} \times 100 \] Değerleri yerine yazarsak: \[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{50 \text{ g}}{250 \text{ g}} \times 100 \] \[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = 0.2 \times 100 \] \[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = 20 % \]
Sonuç olarak, hazırlanan çözeltinin kütlece yüzde derişimi \( 20 % \) 'dir. ✅

İki farklı derişimdeki çözeltinin karıştırılmasıyla oluşan yeni çözeltinin derişimini hesaplayalım.

• 💡 Birinci Çözelti İçin:
• Toplam kütle \( = 300 \) gram
• Kütlece yüzde derişim \( = 25 % \)
• İçindeki şeker kütlesi \( = 300 \text{ g} \times \frac{25}{100} = 75 \) gram
• 💡 İkinci Çözelti İçin:
• Toplam kütle \( = 200 \) gram
• Kütlece yüzde derişim \( = 10 % \)
• İçindeki şeker kütlesi \( = 200 \text{ g} \times \frac{10}{100} = 20 \) gram

Şimdi bu iki çözeltiyi karıştıralım:

• ✅ Yeni çözeltinin toplam kütlesi: Birinci çözelti kütlesi + İkinci çözelti kütlesi \( = 300 \text{ g} + 200 \text{ g} = 500 \) gram
• ✅ Yeni çözeltideki toplam şeker kütlesi: Birinci çözeltiden gelen şeker + İkinci çözeltiden gelen şeker \( = 75 \text{ g} + 20 \text{ g} = 95 \) gram

Oluşan yeni çözeltinin kütlece yüzde derişimini hesaplayalım: \[ \text{Yeni Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{\text{Toplam Çözünen Kütlesi}}{\text{Toplam Çözelti Kütlesi}} \times 100 \] Değerleri yerine yazarsak: \[ \text{Yeni Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{95 \text{ g}}{500 \text{ g}} \times 100 \] \[ \text{Yeni Kütlece Yüzde Derişim} = 0.19 \times 100 \] \[ \text{Yeni Kütlece Yüzde Derişim} = 19 % \]
Karışım sonucunda oluşan yeni çözeltinin kütlece yüzde derişimi \( 19 % \) 'dir. ✅

Bu örnekte, sıvı-sıvı çözeltiler için hacimce yüzde derişimini hesaplayacağız.
👉 Hacimce yüzde derişim, çözünen maddenin hacminin çözeltinin toplam hacmine oranının 100 ile çarpılmasıyla bulunur.

• 📌 Çözünen hacmi: Etil alkol \( = 80 \) mL
• 📌 Çözücü hacmi: Su \( = 120 \) mL
• ✅ Çözeltinin toplam hacmi: Çözünen hacmi + Çözücü hacmi \( = 80 + 120 = 200 \) mL

Şimdi formülü uygulayalım: \[ \text{Hacimce Yüzde Derişim} = \frac{\text{Çözünen Hacmi}}{\text{Çözeltinin Toplam Hacmi}} \times 100 \] Değerleri yerine yazarsak: \[ \text{Hacimce Yüzde Derişim} = \frac{80 \text{ mL}}{200 \text{ mL}} \times 100 \] \[ \text{Hacimce Yüzde Derişim} = 0.4 \times 100 \] \[ \text{Hacimce Yüzde Derişim} = 40 % \]
Hazırlanan çözeltinin hacimce yüzde derişimi \( 40 % \) 'tir. ✅

Bu örnekte, çözeltinin molar derişimini (molaritesini) hesaplayacağız.
👉 Molarite, bir litre çözeltide çözünmüş maddenin mol sayısını ifade eder. Birimi mol/L veya M'dir.

• 📌 Çözünenin mol sayısı: NaOH \( = 2 \) mol
• 📌 Çözeltinin hacmi: \( 500 \) mL. Molarite hesaplamasında hacmi litreye çevirmemiz gerekir.
• \( 500 \text{ mL} = 500 \div 1000 = 0.5 \) L

Şimdi molarite formülünü uygulayalım: \[ \text{Molarite (M)} = \frac{\text{Çözünenin mol sayısı (n)}}{\text{Çözeltinin hacmi (V, L)}} \] Değerleri yerine yazarsak: \[ \text{Molarite (M)} = \frac{2 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} \] \[ \text{Molarite (M)} = 4 \text{ mol/L} \]
Hazırlanan çözeltinin molar derişimi \( 4 \) M'dir. ✅

Bu örnekte, kütlesi verilen bir maddenin önce mol sayısını bularak molar derişimi hesaplayacağız.

• 💡 Adım 1: Glikozun mol kütlesini (M\(_{a}\)) hesaplayalım.
• C: \( 6 \times 12 = 72 \) g/mol
• H: \( 12 \times 1 = 12 \) g/mol
• O: \( 6 \times 16 = 96 \) g/mol
• Toplam mol kütlesi (M\(_{a}\)) \( = 72 + 12 + 96 = 180 \) g/mol
• 💡 Adım 2: Glikozun mol sayısını (n) hesaplayalım.
• Kütle \( = 36 \) gram
• Mol sayısı \( n = \frac{\text{Kütle}}{\text{Mol Kütlesi}} \)
• \( n = \frac{36 \text{ g}}{180 \text{ g/mol}} = 0.2 \) mol
• 💡 Adım 3: Çözeltinin hacmini (V) litreye çevirelim.
• Hacim \( = 400 \) mL \( = 400 \div 1000 = 0.4 \) L

Şimdi molarite formülünü uygulayalım: \[ \text{Molarite (M)} = \frac{\text{Çözünenin mol sayısı (n)}}{\text{Çözeltinin hacmi (V, L)}} \] Değerleri yerine yazarsak: \[ \text{Molarite (M)} = \frac{0.2 \text{ mol}}{0.4 \text{ L}} \] \[ \text{Molarite (M)} = 0.5 \text{ mol/L} \]
Hazırlanan çözeltinin molar derişimi \( 0.5 \) M'dir. ✅

Bu yeni nesil soruda, çözünürlük grafiğini yorumlayarak sıcaklık değişimiyle çöken madde miktarını bulacağız.

• 💡 Adım 1: 20 \(^\circ\)C'deki çözünürlüğü grafikten okuyalım.
• Grafiğe göre, 20 \(^\circ\)C'de 100 gram su en fazla 40 gram X katısı çözebilir.
• 💡 Adım 2: 20 \(^\circ\)C'de 250 gram su ile hazırlanan doymuş çözeltideki X miktarını bulalım.
• Oran orantı kuralım:
• Eğer 100 g su, 40 g X çözüyorsa,
• 250 g su, x g X çözer.
• \( x = \frac{250 \times 40}{100} = 100 \) gram X
• Demek ki, 20 \(^\circ\)C'de 250 gram su ile hazırlanan doymuş çözelti 100 gram X içerir.
• 💡 Adım 3: 0 \(^\circ\)C'deki çözünürlüğü grafikten okuyalım.
• Grafiğe göre, 0 \(^\circ\)C'de 100 gram su en fazla 20 gram X katısı çözebilir.
• 💡 Adım 4: 0 \(^\circ\)C'de 250 gram suyun ne kadar X çözebileceğini bulalım.
• Oran orantı kuralım:
• Eğer 100 g su, 20 g X çözüyorsa,
• 250 g su, y g X çözer.
• \( y = \frac{250 \times 20}{100} = 50 \) gram X
• Yani, 250 gram su 0 \(^\circ\)C'de en fazla 50 gram X çözebilir.
• ✅ Adım 5: Çöken X katısı miktarını hesaplayalım.
• Başlangıçtaki çözünen X miktarı \( = 100 \) gram
• Soğutulduktan sonra çözeltide kalan X miktarı \( = 50 \) gram
• Çöken X miktarı \( = 100 \text{ g} - 50 \text{ g} = 50 \) gram

Çözelti 0 \(^\circ\)C'ye soğutulduğunda 50 gram X katısı çöker. ✅

Bu uygulama, çözeltilerin donma noktası alçalması koligatif özelliğinden faydalanır.

• 💡 Koligatif Özellikler Nedir?
• Koligatif özellikler, çözeltinin derişimine bağlı olarak değişen, ancak çözünen maddenin türüne bağlı olmayan fiziksel özelliklerdir.
• Bunlar buhar basıncı düşmesi, kaynama noktası yükselmesi, donma noktası alçalması ve ozmotik basınçtır.
• 💡 Donma Noktası Alçalması Prensibi:
• Saf bir çözücüye (örneğin suya) uçucu olmayan bir çözünen madde (örneğin tuz) eklendiğinde, oluşan çözeltinin donma noktası, saf çözücünün donma noktasından daha düşük olur.
• Yani, tuzlu su, saf sudan daha düşük bir sıcaklıkta donar.
• 💡 Günlük Hayattaki Uygulama:
• Kışın hava sıcaklığı 0 \(^\circ\)C'nin altına düştüğünde yolların buzlanmasını engellemek veya oluşan buzu eritmek için yollara tuz dökülür.
• Tuz, yollardaki kar veya buzla temas ettiğinde çözünerek bir tuzlu su çözeltisi oluşturur.
• Bu tuzlu su çözeltisinin donma noktası, saf suyun donma noktası olan 0 \(^\circ\)C'nin altına düşer (örneğin -5 \(^\circ\)C, -10 \(^\circ\)C gibi).
• Böylece, hava sıcaklığı 0 \(^\circ\)C'nin altında olsa bile, tuzlu su donmaz ve yolların buzlanması engellenir veya eriyen buzun tekrar donması geciktirilir.

Bu sayede, trafik daha güvenli hale gelir ve kazaların önüne geçilir. ✅

Bu örnekte, çok düşük derişimleri ifade etmek için kullanılan ppm (parts per million - milyonda bir kısım) birimini hesaplayacağız.

• 💡 ppm Tanımı:
• ppm, genellikle milyonda bir kısım anlamına gelir ve çözeltinin toplam kütlesinin her bir milyon biriminde ne kadar çözünen madde bulunduğunu gösterir.
• Seyreltik sulu çözeltiler için, 1 ppm yaklaşık olarak 1 mg çözünen / 1 L çözelti veya 1 mg çözünen / 1 kg çözelti olarak kabul edilebilir.
• 💡 Adım 1: Çözünen kütlesini mg'a çevirelim.
• Çözünen (Pb\(^{2+}\)) kütlesi \( = 0.005 \) gram
• \( 1 \text{ g} = 1000 \text{ mg} \) olduğu için, \( 0.005 \text{ g} = 0.005 \times 1000 = 5 \) mg
• 💡 Adım 2: Çözeltinin hacmini litreye çevirelim.
• Çözeltinin hacmi \( = 2500 \) mL
• \( 1000 \text{ mL} = 1 \text{ L} \) olduğu için, \( 2500 \text{ mL} = 2.5 \) L
• 💡 Adım 3: ppm formülünü uygulayalım.
• Seyreltik sulu çözeltilerde:
\[ \text{ppm} = \frac{\text{Çözünen kütlesi (mg)}}{\text{Çözeltinin hacmi (L)}} \]
• Değerleri yerine yazarsak:
\[ \text{ppm} = \frac{5 \text{ mg}}{2.5 \text{ L}} \] \[ \text{ppm} = 2 \text{ ppm} \]

Bu su örneğindeki kurşun iyonlarının derişimi \( 2 \) ppm'dir. Bu, her 1 milyon birim su kütlesi başına 2 birim kurşun olduğu anlamına gelir. ✅