🎓 11. Sınıf
📚 11. Sınıf Kimya
💡 11. Sınıf Kimya: Sıvı Çözeltilerde Çözünürlük Çözümlü Örnekler
11. Sınıf Kimya: Sıvı Çözeltilerde Çözünürlük Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Belirli bir katı X maddesinin 20 °C'deki çözünürlüğü 40 g / 100 g su olarak verilmiştir.
Buna göre, 300 g su ile 20 °C'de hazırlanabilecek doymuş çözeltide kaç gram X maddesi çözünmüş olur? 🤔
Buna göre, 300 g su ile 20 °C'de hazırlanabilecek doymuş çözeltide kaç gram X maddesi çözünmüş olur? 🤔
Çözüm:
Bu tür çözünürlük problemlerini adım adım çözelim:
- 📌 Adım 1: Verilen çözünürlük oranını anlayalım. Çözünürlük, 100 g suyun en fazla 40 g X maddesi çözebileceği anlamına gelir.
- 📌 Adım 2: İstenen su miktarına göre çözünen madde miktarını orantı kurarak bulalım. Eğer 100 g su, 40 g X çözüyorsa,
- ✅ Sonuç: 300 g su, 20 °C'de en fazla 120 g X maddesi çözerek doymuş çözelti oluşturur.
300 g su, m g X çözer.
Bu bir doğru orantıdır. Suyun kütlesi 3 katına çıktığı için çözünen madde kütlesi de 3 katına çıkacaktır: \[ m = \frac{300 \text{ g su} \times 40 \text{ g X}}{100 \text{ g su}} \] \[ m = 3 \times 40 \text{ g X} \] \[ m = 120 \text{ g X} \]
Örnek 2:
25 °C'de 150 g doymuş potasyum nitrat (KNO₃) çözeltisi hazırlanmıştır.
Bu sıcaklıkta KNO₃'ün çözünürlüğü 25 g / 100 g su olduğuna göre, hazırlanan çözeltide kaç gram KNO₃ ve kaç gram su bulunmaktadır? 🧪
Bu sıcaklıkta KNO₃'ün çözünürlüğü 25 g / 100 g su olduğuna göre, hazırlanan çözeltide kaç gram KNO₃ ve kaç gram su bulunmaktadır? 🧪
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için öncelikle çözünürlük tanımından faydalanarak doymuş çözeltinin yapısını anlamalıyız:
- 📌 Adım 1: Çözünürlük oranını doymuş çözelti kütlesine çevirelim. Çözünürlük 25 g KNO₃ / 100 g su olduğuna göre,
- 📌 Adım 2: Verilen doymuş çözelti kütlesi ile orantı kuralım. Eğer 125 g doymuş çözelti içinde 25 g KNO₃ ve 100 g su varsa,
- ✅ Sonuç: 150 g doymuş KNO₃ çözeltisinde 30 g KNO₃ ve 120 g su bulunur.
100 g su + 25 g KNO₃ = 125 g doymuş KNO₃ çözeltisi yapar.
150 g doymuş çözelti içinde m_KNO₃ g KNO₃ ve m_su g su bulunur.
KNO₃ miktarı için: \[ m_{KNO_3} = \frac{150 \text{ g çözelti} \times 25 \text{ g KNO}_3}{125 \text{ g çözelti}} \] \[ m_{KNO_3} = \frac{150}{5} \text{ g} \] \[ m_{KNO_3} = 30 \text{ g} \]
Su miktarı için: Toplam çözelti kütlesinden KNO₃ kütlesini çıkararak su miktarını bulabiliriz: \[ m_{su} = \text{Toplam çözelti kütlesi} - m_{KNO_3} \] \[ m_{su} = 150 \text{ g} - 30 \text{ g} \] \[ m_{su} = 120 \text{ g} \]
Örnek 3:
Bir X tuzunun çözünürlüğü sıcaklıkla artmaktadır.
50 °C'de 100 g suda en fazla 60 g X tuzu çözünebilirken, 20 °C'de 100 g suda en fazla 25 g X tuzu çözünebilmektedir.
Buna göre, 50 °C'de hazırlanan 320 g doymuş X çözeltisi, 20 °C'ye soğutulduğunda kaç gram X tuzu çöker? ❄️
50 °C'de 100 g suda en fazla 60 g X tuzu çözünebilirken, 20 °C'de 100 g suda en fazla 25 g X tuzu çözünebilmektedir.
Buna göre, 50 °C'de hazırlanan 320 g doymuş X çözeltisi, 20 °C'ye soğutulduğunda kaç gram X tuzu çöker? ❄️
Çözüm:
Bu problemde sıcaklık değişimiyle çözünürlüğün nasıl etkilendiğini ve çökelme miktarını hesaplayacağız:
- 📌 Adım 1: 50 °C'deki doymuş çözeltinin bileşimini bulalım. 50 °C'de 100 g su, 60 g X çözer. Yani 100 g su + 60 g X = 160 g doymuş çözelti.
- 📌 Adım 2: Çözelti 20 °C'ye soğutulduğunda, 200 g suyun en fazla ne kadar X çözebileceğini bulalım. 20 °C'de 100 g su, 25 g X çözer.
- 📌 Adım 3: Çökelen X tuzu miktarını hesaplayalım. Başlangıçta çözeltide 120 g X vardı.
- ✅ Sonuç: Çözelti 20 °C'ye soğutulduğunda 70 g X tuzu çöker.
Bizim elimizde 320 g doymuş çözelti olduğuna göre (160 g'ın 2 katı), çözünen X ve su miktarı da 2 katı olacaktır:
X miktarı = \( 60 \text{ g} \times 2 = 120 \text{ g} \)
Su miktarı = \( 100 \text{ g} \times 2 = 200 \text{ g} \)
Demek ki, 320 g doymuş çözeltide 120 g X ve 200 g su vardır.
Elimizde 200 g su olduğuna göre (100 g'ın 2 katı), bu suyun çözebileceği X miktarı da 2 katı olacaktır:
Çözünebilecek X miktarı = \( 25 \text{ g} \times 2 = 50 \text{ g} \)
20 °C'de ise sadece 50 g X çözünür kalabilir.
Çökelen X miktarı = (Başlangıçtaki çözünen X) - (20 °C'de çözünür kalan X)
Çökelen X miktarı = \( 120 \text{ g} - 50 \text{ g} = 70 \text{ g} \)
Örnek 4:
Gazlı içecekler (kola, soda vb.) genellikle soğuk tüketilir ve kapağı açıldığında içinden kabarcıklar çıkar. Bu durum, gazların çözünürlüğünü etkileyen hangi faktörlerle açıklanabilir? Neden gazlı içeceklerin sıcaklığı arttıkça veya kapağı açıldıkça gazı kaçar? 🤔🥤
Çözüm:
Bu günlük hayat örneği, gazların çözünürlüğünü etkileyen temel faktörleri anlamamızı sağlar:
- 📌 Faktör 1: Sıcaklık Gazların çözünürlüğü, katı ve sıvıların aksine, sıcaklık arttıkça azalır.
- 📌 Faktör 2: Basınç Gazların çözünürlüğü, çözeltinin üzerindeki basınç arttıkça artar (Henry Yasası'nın nitel yorumu).
- ✅ Sonuç: Gazlı içeceklerin soğuk tüketilmesi ve kapağı açıldığında gazının kaçması, gazların çözünürlüğünün sıcaklıkla ters, basınçla doğru orantılı olması prensibiyle açıklanır.
Soğuk içecekler, daha fazla gaz çözebilir. Bu yüzden gazlı içecekler soğuk servis edilir. Sıcaklık arttıkça, çözünmüş gaz moleküllerinin kinetik enerjisi artar ve çözeltiden ayrılarak gaz fazına geçme eğilimleri artar, bu da gazın "kaçmasına" neden olur.
Gazlı içecekler yüksek basınç altında karbondioksit gazı ile doldurulur ve kapalı tutulur. Kapağı açıldığında, içeceğin üzerindeki basınç aniden atmosfer basıncına düşer. Bu basınç düşüşü, çözeltide çözünmüş olarak bulunan karbondioksit gazının çözünürlüğünü azaltır ve gaz kabarcıklar halinde açığa çıkarak içecekten ayrılır.
Örnek 5:
Aşağıdaki maddelerden hangisi, su içerisinde en iyi çözünür? Nedenini açıklayın.
I. Yemek tuzu (NaCl)
II. Yağ
III. İyot (I₂)
(İpucu: "Benzer Benzeri Çözer" prensibini düşünün.) 💧
I. Yemek tuzu (NaCl)
II. Yağ
III. İyot (I₂)
(İpucu: "Benzer Benzeri Çözer" prensibini düşünün.) 💧
Çözüm:
Bu soru, çözücü ve çözünenin cinsi arasındaki ilişkiyi anlamamızı sağlar:
- 📌 Adım 1: Çözücü ve çözünen maddelerin polarite özelliklerini belirleyelim.
- Su (H₂O): Polar bir moleküldür.
- Yemek tuzu (NaCl): İyonik bir bileşiktir, dolayısıyla polar özellik gösterir.
- Yağ: Genellikle apolar moleküllerden oluşur.
- İyot (I₂): Apolar bir moleküldür (iki özdeş atomdan oluşur).
- 📌 Adım 2: "Benzer Benzeri Çözer" prensibini uygulayalım. Bu prensibe göre, polar maddeler polar çözücülerde, apolar maddeler ise apolar çözücülerde iyi çözünür.
- 📌 Adım 3: Maddelerin su içindeki çözünürlüğünü değerlendirelim.
- Yemek tuzu (NaCl): Polar (iyonik) olduğu için polar su içerisinde çok iyi çözünür.
- Yağ: Apolar olduğu için polar su içerisinde çözünmez veya çok az çözünür.
- İyot (I₂): Apolar olduğu için polar su içerisinde çok az çözünür.
- ✅ Sonuç: Su içerisinde en iyi çözünen madde Yemek tuzu (NaCl)'dir. Çünkü su polar bir çözücü olup, iyonik ve dolayısıyla polar özellik gösteren yemek tuzunu kolayca çözebilir.
Örnek 6:
Bir X tuzunun çözünürlük eğrisi incelendiğinde, sıcaklık arttıkça çözünürlüğünün arttığı gözlenmiştir.
Bu tuzun 20 °C'deki çözünürlüğü 30 g / 100 g su, 50 °C'deki çözünürlüğü ise 70 g / 100 g su'dur.
50 °C'de 250 g su ile hazırlanan doymuş çözelti, 20 °C'ye soğutulduğunda çözeltinin kütlece yüzde derişimi kaç olur? (Çökelme olacağı varsayılmaktadır.) 📊
Bu tuzun 20 °C'deki çözünürlüğü 30 g / 100 g su, 50 °C'deki çözünürlüğü ise 70 g / 100 g su'dur.
50 °C'de 250 g su ile hazırlanan doymuş çözelti, 20 °C'ye soğutulduğunda çözeltinin kütlece yüzde derişimi kaç olur? (Çökelme olacağı varsayılmaktadır.) 📊
Çözüm:
Bu soruda hem çözünürlük hem de kütlece yüzde derişim hesaplamalarını birleştireceğiz:
- 📌 Adım 1: 50 °C'de 250 g suyun ne kadar X tuzu çözdüğünü bulalım. 50 °C'de 100 g su, 70 g X çözer.
- 📌 Adım 2: Çözelti 20 °C'ye soğutulduğunda 250 g suyun ne kadar X tuzu çözebileceğini bulalım. 20 °C'de 100 g su, 30 g X çözer.
- 📌 Adım 3: 20 °C'deki doymuş çözeltinin kütlece yüzde derişimini hesaplayalım. Çözeltideki çözünen kütlesi = 75 g X
- ✅ Sonuç: 20 °C'ye soğutulduğunda, çözeltinin kütlece yüzde derişimi yaklaşık %23.08 olur.
250 g su için: \[ m_X = \frac{250 \text{ g su} \times 70 \text{ g X}}{100 \text{ g su}} \] \[ m_X = 2.5 \times 70 \text{ g} \] \[ m_X = 175 \text{ g X} \] Demek ki, 50 °C'de başlangıçta 175 g X çözünmüştür.
250 g su için: \[ m_{X, çözünür} = \frac{250 \text{ g su} \times 30 \text{ g X}}{100 \text{ g su}} \] \[ m_{X, çözünür} = 2.5 \times 30 \text{ g} \] \[ m_{X, çözünür} = 75 \text{ g X} \] Bu durumda, 20 °C'de 75 g X çözünmüş olarak kalacaktır.
Çözeltideki çözücü kütlesi = 250 g su
Toplam çözelti kütlesi = \( 75 \text{ g} + 250 \text{ g} = 325 \text{ g} \)
Kütlece yüzde derişim = \( \frac{\text{Çözünen kütlesi}}{\text{Çözelti kütlesi}} \times 100 % \) \[ \text{Kütlece % Derişim} = \frac{75 \text{ g}}{325 \text{ g}} \times 100 % \] \[ \text{Kütlece % Derişim} \approx 23.08 % \]
Örnek 7:
Sabah kahvaltısında çayınıza şeker atmayı seviyorsunuz. Bir bardak sıcak çaya 3 küp şeker attığınızda kolayca çözündüğünü, ancak aynı miktarda şekeri soğuk suya attığınızda çözünmesinin daha uzun sürdüğünü ve hatta bir kısmının dibe çöktüğünü fark ettiniz.
Bu gözlem, katı maddelerin çözünürlüğünü etkileyen hangi faktörle doğrudan ilişkilidir? Bu durumu kimya bilgisiyle nasıl açıklarsınız? ☕️
Bu gözlem, katı maddelerin çözünürlüğünü etkileyen hangi faktörle doğrudan ilişkilidir? Bu durumu kimya bilgisiyle nasıl açıklarsınız? ☕️
Çözüm:
Bu basit günlük deney, katıların çözünürlüğünü etkileyen en temel faktörlerden birini açıklar:
- 📌 İlgili Faktör: Sıcaklık Katı maddelerin (şeker gibi) çözünürlüğü, genellikle sıcaklık arttıkça artar.
- 📌 Kimyasal Açıklama:
- 👉 Sıcak Çayda Şekerin Çözünmesi: Sıcak çaydaki su moleküllerinin kinetik enerjisi yüksektir. Bu yüksek enerji, şeker molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerini yenerek onların su molekülleri arasına daha kolay karışmasını sağlar. Ayrıca, su molekülleri daha hızlı hareket ettiği için şeker yüzeyiyle daha sık temas eder ve çözünme süreci hızlanır. Bu, daha fazla şekerin daha kısa sürede çözünmesini sağlar.
- 👉 Soğuk Suda Şekerin Çözünmesi: Soğuk sudaki su moleküllerinin kinetik enerjisi daha düşüktür. Bu durum, şeker molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerinin üstesinden gelmeyi zorlaştırır. Dolayısıyla, soğuk su daha az şeker çözebilir ve çözünme hızı da daha yavaş olur. Attığınız şeker miktarı, soğuk suyun çözünürlük sınırını aşarsa, fazla şeker dibe çökecektir.
- ✅ Sonuç: Şekerin sıcak çayda daha kolay ve fazla çözünmesi, soğuk suda ise zorlanması, katıların çözünürlüğünün sıcaklıkla doğru orantılı olduğunu gösterir.
Örnek 8:
Ayşe, bir deneyde 25 °C'de 100 g suya farklı miktarlarda X tuzu ekleyerek çözünürlüklerini gözlemlemiştir.
I. 25 °C'de X tuzunun çözünürlüğü 35 g / 100 g sudur.
II. Deney 1'deki çözelti doymamış bir çözeltidir.
III. Deney 2'deki çözelti doymuş bir çözeltidir ve dibinde katısı vardır.
IV. Deney 1'deki çözeltiye 15 g daha X tuzu eklenirse, çözelti doymuş hale gelir.
- Deney 1: 100 g suya 20 g X eklediğinde, tüm X çözünmüş ve berrak bir çözelti oluşmuştur.
- Deney 2: 100 g suya 40 g X eklediğinde, 5 g X'in çözünmeden kaldığını gözlemlemiştir.
I. 25 °C'de X tuzunun çözünürlüğü 35 g / 100 g sudur.
II. Deney 1'deki çözelti doymamış bir çözeltidir.
III. Deney 2'deki çözelti doymuş bir çözeltidir ve dibinde katısı vardır.
IV. Deney 1'deki çözeltiye 15 g daha X tuzu eklenirse, çözelti doymuş hale gelir.
Çözüm:
Ayşe'nin deneylerini adım adım analiz ederek doğru ifadeleri belirleyelim:
- 📌 Adım 1: 25 °C'deki X tuzunun çözünürlüğünü belirleyelim. Deney 2'de 100 g suya 40 g X eklenmiş ve 5 g X çözünmeden kalmıştır. Bu durumda, 100 g su en fazla \( 40 \text{ g} - 5 \text{ g} = 35 \text{ g X} \) çözebilmiştir.
- 📌 Adım 2: Deney 1'deki çözeltiyi değerlendirelim. 100 g suya 20 g X eklenmiş ve tamamı çözünmüştür. Çözünürlük 35 g / 100 g su olduğuna göre, 20 g X, 35 g'dan azdır.
- 📌 Adım 3: Deney 2'deki çözeltiyi değerlendirelim. 100 g suya 40 g X eklenmiş ve 5 g çözünmeden kalmıştır. Bu, çözeltinin çözebileceği maksimum miktarı çözdüğü ve fazlasının dibe çöktüğü anlamına gelir.
- 📌 Adım 4: Deney 1'deki çözeltiye eklenecek X miktarını değerlendirelim. Deney 1'deki çözeltide 20 g X çözünmüş durumdadır. Çözelti 35 g X çözebildiği için, doymuş hale gelmesi için \( 35 \text{ g} - 20 \text{ g} = 15 \text{ g X} \) daha eklenmesi gerekir.
- ✅ Sonuç: Verilen tüm ifadeler (I, II, III ve IV) doğrudur.
Yani, 25 °C'de X tuzunun çözünürlüğü 35 g / 100 g su'dur.
Bu durumda, I. ifade doğrudur.
Bu nedenle, Deney 1'deki çözelti doymamış bir çözeltidir.
Bu durumda, II. ifade doğrudur.
Bu nedenle, Deney 2'deki çözelti doymuş bir çözeltidir ve dibinde katısı vardır.
Bu durumda, III. ifade doğrudur.
Bu durumda, IV. ifade doğrudur.
Örnek 9:
Bir X maddesinin 20 °C'deki çözünürlüğü 20 g / 100 mL su'dur.
500 mL su kullanılarak 20 °C'de hazırlanan doymuş çözeltinin kütlece yüzde derişimi kaçtır? (Suyun yoğunluğu 1 g/mL olarak kabul edilecektir.) 💧
500 mL su kullanılarak 20 °C'de hazırlanan doymuş çözeltinin kütlece yüzde derişimi kaçtır? (Suyun yoğunluğu 1 g/mL olarak kabul edilecektir.) 💧
Çözüm:
Bu soruda önce çözünen madde miktarını bulup ardından kütlece yüzde derişimini hesaplayacağız:
- 📌 Adım 1: 500 mL suyun kütlesini bulalım. Suyun yoğunluğu 1 g/mL olduğu için, 500 mL suyun kütlesi de 500 g'dır.
- 📌 Adım 2: 500 g suyun 20 °C'de ne kadar X maddesi çözdüğünü bulalım. Çözünürlük 20 g X / 100 g su olduğuna göre:
- 📌 Adım 3: Doymuş çözeltinin kütlece yüzde derişimini hesaplayalım. Çözünen kütlesi = 100 g X
- ✅ Sonuç: Hazırlanan doymuş çözeltinin kütlece yüzde derişimi yaklaşık %16.67'dir.
\[ \text{Kütle} = \text{Yoğunluk} \times \text{Hacim} \] \[ \text{Kütle} = 1 \text{ g/mL} \times 500 \text{ mL} = 500 \text{ g su} \]
Eğer 100 g su, 20 g X çözüyorsa,
500 g su, m g X çözer.
\[ m = \frac{500 \text{ g su} \times 20 \text{ g X}}{100 \text{ g su}} \] \[ m = 5 \times 20 \text{ g X} \] \[ m = 100 \text{ g X} \]
Çözücü kütlesi = 500 g su
Çözelti kütlesi = Çözünen kütlesi + Çözücü kütlesi \( = 100 \text{ g} + 500 \text{ g} = 600 \text{ g} \)
Kütlece yüzde derişim = \( \frac{\text{Çözünen kütlesi}}{\text{Çözelti kütlesi}} \times 100 % \) \[ \text{Kütlece % Derişim} = \frac{100 \text{ g}}{600 \text{ g}} \times 100 % \] \[ \text{Kütlece % Derişim} = \frac{1}{6} \times 100 % \] \[ \text{Kütlece % Derişim} \approx 16.67 % \]
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/11-sinif-kimya-sivi-cozeltilerde-cozunurluk/sorular