📝 11. Sınıf Kimya: Derişim birimleri Ders Notu
11. Sınıf Kimya: Derişim Birimleri 🧪
Kimyada bir çözeltinin derişimi, çözünen madde miktarının çözücü veya çözelti miktarına oranıdır. Bu oran, çözeltinin fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirlemede kritik rol oynar. 11. sınıf müfredatında yer alan temel derişim birimlerini ve hesaplamalarını inceleyeceğiz.
1. Kütlece Yüzde Derişim (% k/k)
Bir çözeltideki çözünen maddenin kütlesinin, toplam çözelti kütlesine oranının yüzde olarak ifadesidir. Günlük hayatta en sık karşılaştığımız derişim birimlerinden biridir.
Formül:
\[ % \text{ k/k} = \frac{\text{Çözünen Madde Kütlesi (g)}}{\text{Çözelti Kütlesi (g)}} \times 100 \]
Burada Çözelti Kütlesi = Çözünen Madde Kütlesi + Çözücü Madde Kütlesi'dir.
Örnek 1:
50 gram tuzun 200 gram suda çözülmesiyle oluşan tuzlu su çözeltisinin kütlece yüzde derişimi nedir?
Çözüm:
- Çözünen Madde Kütlesi (Tuz): 50 g
- Çözücü Madde Kütlesi (Su): 200 g
- Çözelti Kütlesi = 50 g + 200 g = 250 g
- \[ % \text{ k/k} = \frac{50 \text{ g}}{250 \text{ g}} \times 100 = 0.2 \times 100 = 20% \]
Çözeltinin kütlece yüzde derişimi %20'dir.
2. Hacimce Yüzde Derişim (% v/v)
Çözünen maddenin hacminin, toplam çözelti hacmine oranının yüzde olarak ifadesidir. Genellikle sıvı çözeltilerde kullanılır.
Formül:
\[ % \text{ v/v} = \frac{\text{Çözünen Madde Hacmi (mL)}}{\text{Çözelti Hacmi (mL)}} \times 100 \]
Burada Çözelti Hacmi, çözünen ve çözücünün hacimleri toplamına yaklaşık olarak eşittir (ideal çözeltiler için).
Örnek 2:
25 mL etil alkolün 75 mL suda çözülmesiyle oluşan alkol-su karışımının hacimce yüzde derişimi nedir?
Çözüm:
- Çözünen Madde Hacmi (Etil Alkol): 25 mL
- Çözücü Madde Hacmi (Su): 75 mL
- Çözelti Hacmi = 25 mL + 75 mL = 100 mL
- \[ % \text{ v/v} = \frac{25 \text{ mL}}{100 \text{ mL}} \times 100 = 1 \times 100 = 100% \]
Bu durumda, çözeltinin hacimce yüzde derişimi %100 olur (eğer hacimler toplamı tam olarak 100 mL ise).
3. Kütle / Hacim Yüzde Derişim (% k/v)
Çözünen maddenin kütlesinin, çözelti hacmine oranının yüzde olarak ifadesidir. Özellikle ilaçlar ve bazı laboratuvar çözeltilerinde kullanılır.
Formül:
\[ % \text{ k/v} = \frac{\text{Çözünen Madde Kütlesi (g)}}{\text{Çözelti Hacmi (mL)}} \times 100 \]
Örnek 3:
500 mL'lik bir serum çözeltisinde 5 gram glikoz bulunmaktadır. Bu çözeltinin kütle/hacim yüzde derişimi nedir?
Çözüm:
- Çözünen Madde Kütlesi (Glikoz): 5 g
- Çözelti Hacmi: 500 mL
- \[ % \text{ k/v} = \frac{5 \text{ g}}{500 \text{ mL}} \times 100 = 0.01 \times 100 = 1% \]
Serum çözeltisinin kütle/hacim yüzde derişimi %1'dir.
4. Molalite (m)
Bir kilogram çözücüde çözünen maddenin mol sayısıdır. Sıcaklık değişimlerinden etkilenmez, bu nedenle hassas hesaplamalarda tercih edilir.
Formül:
\[ m = \frac{\text{Çözünen Madde Mol Sayısı (mol)}}{\text{Çözücü Kütlesi (kg)}} \]
Örnek 4:
250 gram suda 0.5 mol sodyum klorür (NaCl) çözülmüştür. Bu çözeltinin molalitesi nedir?
Çözüm:
- Çözünen Madde Mol Sayısı: 0.5 mol
- Çözücü Kütlesi (Su): 250 g = 0.250 kg
- \[ m = \frac{0.5 \text{ mol}}{0.250 \text{ kg}} = 2 \text{ mol/kg} \]
Çözeltinin molalitesi 2 m'dir.
5. Molite (M)
Bir litre çözeltide çözünen maddenin mol sayısıdır. En sık kullanılan derişim birimlerinden biridir ve genellikle "M" ile gösterilir.
Formül:
\[ M = \frac{\text{Çözünen Madde Mol Sayısı (mol)}}{\text{Çözelti Hacmi (L)}} \]
Örnek 5:
2 litre çözeltide 0.2 mol sülfürik asit (H₂SO₄) bulunmaktadır. Bu çözeltinin molitesi nedir?
Çözüm:
- Çözünen Madde Mol Sayısı: 0.2 mol
- Çözelti Hacmi: 2 L
- \[ M = \frac{0.2 \text{ mol}}{2 \text{ L}} = 0.1 \text{ mol/L} \]
Çözeltinin molitesi 0.1 M'dir.
6. Mol Kesri (x)
Bir bileşenin mol sayısının, karışımın toplam mol sayısına oranıdır. Boyutsuz bir birimdir ve toplam mol kesri her zaman 1'e eşittir.
Formül:
\[ x_A = \frac{n_A}{n_{toplam}} \]
Burada \( n_A \), A bileşeninin mol sayısı ve \( n_{toplam} \), tüm bileşenlerin mol sayılarının toplamıdır.
Örnek 6:
18 gram su (H₂O) ve 58 gram sodyum klorürün (NaCl) karıştırılmasıyla oluşan çözeltide suyun mol kesri nedir? (H₂O için molar kütle = 18 g/mol, NaCl için molar kütle = 58 g/mol)
Çözüm:
- Suyun mol sayısı: \( n_{H_2O} = \frac{18 \text{ g}}{18 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol} \)
- NaCl'nin mol sayısı: \( n_{NaCl} = \frac{58 \text{ g}}{58 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol} \)
- Toplam mol sayısı: \( n_{toplam} = n_{H_2O} + n_{NaCl} = 1 \text{ mol} + 1 \text{ mol} = 2 \text{ mol} \)
- Suyun mol kesri: \( x_{H_2O} = \frac{n_{H_2O}}{n_{toplam}} = \frac{1 \text{ mol}}{2 \text{ mol}} = 0.5 \)
Suyun mol kesri 0.5'tir.