💡 11. Sınıf Kimya: Sıvı Çözeltiler Ve Çözünürlük Çözümlü Örnekler

Bu soruyu çözmek için kütlece yüzde derişim formülünü kullanacağız.

• 📌 Adım 1: Çözünen ve çözücünün kütlelerini belirleyelim.
• Çözünen kütlesi (tuz) = \( 50 \) g
• Çözücü kütlesi (su) = \( 200 \) g
• 📌 Adım 2: Çözeltinin toplam kütlesini hesaplayalım.
• Çözelti kütlesi = Çözünen kütlesi + Çözücü kütlesi
• Çözelti kütlesi = \( 50 \) g + \( 200 \) g = \( 250 \) g
• 📌 Adım 3: Kütlece yüzde derişim formülünü uygulayalım.
\[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{\text{Çözünen Kütlesi}}{\text{Çözelti Kütlesi}} \times 100 \] \[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{50 \text{ g}}{250 \text{ g}} \times 100 \] \[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = 0.2 \times 100 \] \[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = 20 % \]

Bu soruyu çözmek için hacimce yüzde derişim formülünü kullanacağız.

• 📌 Adım 1: Verilen değerleri belirleyelim.
• Çözeltinin hacmi (kolonya) = \( 500 \) mL
• Hacimce yüzde derişim = \( 40 % \)
• 📌 Adım 2: Hacimce yüzde derişim formülünü düzenleyerek çözünenin hacmini bulalım.
\[ \text{Hacimce Yüzde Derişim} = \frac{\text{Çözünen Hacmi}}{\text{Çözelti Hacmi}} \times 100 \] \[ 40 = \frac{\text{Alkol Hacmi}}{500 \text{ mL}} \times 100 \]
• 📌 Adım 3: Denklemi çözerek alkol hacmini hesaplayalım.
\[ \frac{40}{100} = \frac{\text{Alkol Hacmi}}{500 \text{ mL}} \] \[ 0.4 = \frac{\text{Alkol Hacmi}}{500 \text{ mL}} \] \[ \text{Alkol Hacmi} = 0.4 \times 500 \text{ mL} \] \[ \text{Alkol Hacmi} = 200 \text{ mL} \]

Molalite hesabı için çözünen mol sayısına ve çözücü kütlesine ihtiyacımız var.

• 📌 Adım 1: Çözünenin mol sayısını belirleyelim.
• Çözünen (NaOH) mol sayısı = \( 0.2 \) mol
• 📌 Adım 2: Çözücünün (su) kütlesini hesaplayalım.
• Suyun hacmi = \( 250 \) mL
• Suyun yoğunluğu = \( 1 \) g/mL
• Kütle = Yoğunluk \( \times \) Hacim
• Suyun kütlesi = \( 1 \text{ g/mL} \times 250 \text{ mL} = 250 \) g
• 📌 Adım 3: Çözücünün kütlesini kilograma çevirelim.
• \( 250 \) g = \( 0.25 \) kg
• 📌 Adım 4: Molalite formülünü uygulayalım.
\[ \text{Molalite (m)} = \frac{\text{Çözünen Mol Sayısı}}{\text{Çözücü Kütlesi (kg)}} \] \[ \text{m} = \frac{0.2 \text{ mol}}{0.25 \text{ kg}} \] \[ \text{m} = 0.8 \text{ mol/kg} \]

Molar derişimi hesaplamak için çözünenin mol sayısını ve çözeltinin hacmini bilmeliyiz.

• 📌 Adım 1: Magnezyum nitratın (Mg(NO\( _3 \))\( _2 \)) mol kütlesini hesaplayalım.
• Mg = \( 1 \times 24 = 24 \) g/mol
• N = \( 2 \times 14 = 28 \) g/mol
• O = \( 6 \times 16 = 96 \) g/mol
• Mol kütlesi (Mg(NO\( _3 \))\( _2 \)) = \( 24 + 28 + 96 = 148 \) g/mol
• 📌 Adım 2: Çözünenin (Mg(NO\( _3 \))\( _2 \)) mol sayısını bulalım.
• Mol sayısı = Kütle / Mol Kütlesi
• Mol sayısı = \( 20.5 \text{ g} / 148 \text{ g/mol} \approx 0.1385 \) mol
• 📌 Adım 3: Çözeltinin hacmini litreye çevirelim.
• Çözelti hacmi = \( 500 \) mL = \( 0.5 \) L
• 📌 Adım 4: Molarite formülünü uygulayalım.
\[ \text{Molarite (M)} = \frac{\text{Çözünen Mol Sayısı}}{\text{Çözelti Hacmi (L)}} \] \[ \text{M} = \frac{0.1385 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} \] \[ \text{M} \approx 0.277 \text{ mol/L} \]

ppm derişimini bulmak için çözünen ve çözelti kütlelerini aynı birimde ifade etmeliyiz.

• 📌 Adım 1: Çözünenin (kurşun iyonu) kütlesini grama çevirelim.
• \( 1 \) mg = \( 10^{-3} \) g
• Kurşun kütlesi = \( 4 \) mg = \( 0.004 \) g
• 📌 Adım 2: Çözücünün (su) kütlesini grama çevirelim.
• \( 1 \) kg = \( 1000 \) g
• Su kütlesi = \( 2 \) kg = \( 2000 \) g
• 📌 Adım 3: ppm formülünü uygulayalım. (Çok seyreltik çözeltilerde çözelti kütlesi yaklaşık olarak çözücü kütlesine eşittir.)
\[ \text{ppm} = \frac{\text{Çözünen Kütlesi (g)}}{\text{Çözelti Kütlesi (g)}} \times 10^6 \] \[ \text{ppm} = \frac{0.004 \text{ g}}{2000 \text{ g}} \times 10^6 \] \[ \text{ppm} = 0.000002 \times 10^6 \] \[ \text{ppm} = 2 \]

Verilen grafik betimlemesini ve çözünürlük bilgilerini analiz ederek doğru seçeneği bulalım.

• 📌 Analiz: Grafikte sıcaklık arttıkça çözünürlüğün arttığı belirtiliyor.
• \( 20^\circ\text{C} \): \( 100 \) g suda \( 30 \) g tuz çözünür.
• \( 50^\circ\text{C} \): \( 100 \) g suda \( 60 \) g tuz çözünür.
• 📌 Seçenekleri Değerlendirelim:
• A) Sıcaklık artışı, tuzun sudaki çözünürlüğünü olumlu yönde etkiler.
  ✅ Bu ifade doğrudur çünkü sıcaklık arttıkça çözünen tuz miktarı artmaktadır.
• B) \( 20^\circ\text{C} \) 'de hazırlanan doymuş bir çözelti \( 50^\circ\text{C} \) 'ye ısıtıldığında doymamış hale gelebilir.
  ✅ \( 20^\circ\text{C} \) 'de \( 100 \) g su \( 30 \) g tuz çözer. Eğer bu çözelti \( 50^\circ\text{C} \) 'ye ısıtılırsa, \( 100 \) g su artık \( 60 \) g tuz çözebileceğinden, mevcut \( 30 \) g tuz ile doymuş olan çözelti doymamış hale gelecektir. Bu ifade doğrudur.
• C) Bu tuzun çözünmesi ekzotermik bir olaydır.
  ❌ Çözünürlüğü sıcaklık arttıkça artan maddelerin çözünmesi genellikle endotermik (ısı alan) bir olaydır. Ekzotermik olaylarda ise sıcaklık arttıkça çözünürlük azalır. Bu ifade yanlıştır.
• D) \( 50^\circ\text{C} \) 'de \( 100 \) g suda \( 50 \) g tuz çözülerek hazırlanan çözelti doymamıştır.
  ✅ \( 50^\circ\text{C} \) 'de \( 100 \) g su en fazla \( 60 \) g tuz çözebilir. \( 50 \) g tuz çözüldüğünde hala \( 10 \) g daha tuz çözme kapasitesi olduğundan çözelti doymamıştır. Bu ifade doğrudur.
• E) \( 20^\circ\text{C} \) 'de \( 100 \) g suda \( 40 \) g tuz çözülürse, \( 10 \) g tuz dibe çöker.
  ✅ \( 20^\circ\text{C} \) 'de \( 100 \) g su en fazla \( 30 \) g tuz çözebilir. \( 40 \) g tuz eklenirse, \( 40 - 30 = 10 \) g tuz çözünemeyip dibe çökecektir. Bu ifade doğrudur.

Su buharlaştırma işlemi, çözeltideki çözünen madde miktarını değiştirmeden çözücü miktarını azaltır, bu da derişimi artırır.

• 📌 Adım 1: Başlangıçtaki çözeltideki çözünen tuz miktarını bulalım.
• Çözelti kütlesi = \( 300 \) g
• Kütlece yüzde derişim = \( 20 % \)
\[ \text{Çözünen Tuz Kütlesi} = \frac{20}{100} \times 300 \text{ g} = 60 \text{ g} \]
• 📌 Adım 2: Başlangıçtaki çözeltideki su miktarını bulalım.
• Çözücü Su Kütlesi = Çözelti Kütlesi - Çözünen Tuz Kütlesi
• Çözücü Su Kütlesi = \( 300 \text{ g} - 60 \text{ g} = 240 \) g
• 📌 Adım 3: \( 50 \) g su buharlaştırıldıktan sonra kalan su miktarını bulalım.
• Kalan Su Kütlesi = \( 240 \text{ g} - 50 \text{ g} = 190 \) g
• 📌 Adım 4: Yeni çözeltinin toplam kütlesini bulalım. (Çözünen tuz miktarı değişmez.)
• Yeni Çözelti Kütlesi = Çözünen Tuz Kütlesi + Kalan Su Kütlesi
• Yeni Çözelti Kütlesi = \( 60 \text{ g} + 190 \text{ g} = 250 \) g
• 📌 Adım 5: Yeni çözeltinin kütlece yüzde derişimini hesaplayalım.
\[ \text{Yeni Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{\text{Çözünen Tuz Kütlesi}}{\text{Yeni Çözelti Kütlesi}} \times 100 \] \[ \text{Yeni Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{60 \text{ g}}{250 \text{ g}} \times 100 \] \[ \text{Yeni Kütlece Yüzde Derişim} = 0.24 \times 100 \] \[ \text{Yeni Kütlece Yüzde Derişim} = 24 % \]

Bu bir koligatif özellikler sorusudur. Çözeltinin kaynama noktası yükselmesini hesaplamak için molalite derişimini ve kaynama noktası yükselmesi sabitini kullanacağız.

• 📌 Adım 1: Çözünen etilen glikolün mol sayısını bulalım.
• Etilen glikol kütlesi = \( 62 \) g
• Etilen glikolün mol kütlesi = \( 62 \) g/mol
\[ \text{Mol Sayısı} = \frac{62 \text{ g}}{62 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol} \]
• 📌 Adım 2: Çözücünün (su) kütlesini kilograma çevirelim.
• Su kütlesi = \( 500 \) g = \( 0.5 \) kg
• 📌 Adım 3: Çözeltinin molalitesini (m) hesaplayalım.
\[ \text{Molalite (m)} = \frac{\text{Çözünen Mol Sayısı}}{\text{Çözücü Kütlesi (kg)}} \] \[ \text{m} = \frac{1 \text{ mol}}{0.5 \text{ kg}} = 2 \text{ mol/kg} \]
• 📌 Adım 4: Kaynama noktası yükselmesini (\( \Delta T_k \)) hesaplayalım. (Etilen glikol iyonlaşmadığı için van't Hoff faktörü \( i = 1 \)'dir.)
\[ \Delta T_k = i \times K_k \times m \] \[ \Delta T_k = 1 \times 0.52 \ ^\circ\text{C kg/mol} \times 2 \text{ mol/kg} \] \[ \Delta T_k = 1.04 \ ^\circ\text{C} \]
• 📌 Adım 5: Yeni kaynama noktasını bulalım.
• Yeni Kaynama Noktası = Suyun Normal Kaynama Noktası + Kaynama Noktası Yükselmesi
• Yeni Kaynama Noktası = \( 100^\circ\text{C} + 1.04^\circ\text{C} \)
• Yeni Kaynama Noktası = \( 101.04^\circ\text{C} \)

Yollara tuz atılması olayı, suyun donma noktasının alçalması prensibine dayanır.

• 📌 Koligatif Özellik: Bu durum, çözeltilerin donma noktası alçalması koligatif özelliği ile açıklanır.
• 📌 Açıklama:
  • Saf su, normalde \( 0^\circ\text{C} \) sıcaklıkta donar.
  • Ancak suya tuz (sodyum klorür, NaCl gibi) eklendiğinde, tuz iyonları su moleküllerinin düzenli bir kristal yapı oluşturarak donmasını engeller.
  • Bu durum, suyun donma noktasının \( 0^\circ\text{C} \)'nin altına düşmesine neden olur. Yani, tuzlu su \( 0^\circ\text{C} \)'nin altında bir sıcaklıkta donar.
  • Örneğin, yol yüzeyindeki su \( -5^\circ\text{C} \) olduğunda saf su donarken, tuz eklenmiş su hala sıvı halde kalabilir.
  • Böylece, yollardaki buz oluşumu engellenmiş veya mevcut buzlar eritilmiş olur, bu da yol güvenliğini artırır.
  • Tuz, suda iyonlarına ayrışarak (NaCl \( \to \) Na\( ^+ \) + Cl\( ^- \)) daha fazla sayıda tanecik oluşturduğundan, donma noktası alçalması etkisi daha da artar.