Çözeltiler

Çözelti, en az bir maddenin başka bir madde içinde homojen olarak dağılmasıyla oluşan karışımdır. Çözeltilerde, çözünen madde (miktarı az olan) ve çözücü madde (miktarı çok olan) olmak üzere iki temel bileşen bulunur. En yaygın çözücü sudur ve su ile hazırlanan çözeltilere sulu çözelti denir.

Çözünme Süreci

Çözünme, çözünen taneciklerin çözücü tanecikleri arasına dağılması olayıdır. Bu süreç, çözünen ve çözücü molekülleri arasındaki etkileşimlerle gerçekleşir. Çözünme sırasında çözücü molekülleri, çözünen tanecikleri sararak onları birbirinden ayırır ve çözelti içinde dağılmalarını sağlar. Bu olaya solvasyon adı verilir. Eğer çözücü su ise, bu olaya hidratasyon denir.

Maddelerin Birbiri İçindeki Çözünebilirliği

Bir maddenin başka bir madde içinde çözünüp çözünmeyeceğini belirleyen temel kural “benzer benzeri çözer” prensibidir.

• Polar maddeler polar çözücülerde çözünür: Su, alkol gibi polar moleküller, iyonik bileşikler (tuz) veya polar kovalent bileşikler (şeker) gibi polar maddeleri iyi çözer.
• Apolar maddeler apolar çözücülerde çözünür: Yağ, benzin gibi apolar maddeler, benzen veya karbon tetraklorür gibi apolar çözücülerde iyi çözünür.

Çözünme Olayının Sınıflandırılması

Çözünme olayı, kimyasal yapıda bir değişim olup olmadığına göre sınıflandırılır.

İyonik Çözünme İyonik bileşiklerin (tuzlar, bazlar) polar bir çözücüde (genellikle su) iyonlarına ayrılarak çözünmesidir. Bu süreçte iyonlar, çözücü molekülleri tarafından sarılır. Ortamda serbestçe hareket eden iyonlar oluştuğu için çözelti elektriği iletir.

• Örnek: Sodyum klorürün (NaCl) suda çözünmesi.

Moleküler Çözünme Moleküler bileşiklerin çözücü içinde, moleküllerin yapısı bozulmadan dağılmasıdır. Bu tür çözünmede iyon oluşmaz, bu yüzden çözelti elektriği iletmez.

• Örnek: Şekerin (C12H22O11) suda çözünmesi.

Kimyasal Çözünme Çözünme sırasında çözünen ve çözücü arasında kimyasal bir tepkime meydana gelmesidir. Bu süreçte yeni maddeler oluşur.

• Örnek: Metal sodyumun (Na) suda çözünmesiyle sodyum hidroksit (NaOH) ve hidrojen gazının oluşması.
  • 2Na(k) + 2H2O(s) -> 2NaOH(suda) + H2(g)

Fiziksel Çözünme Çözünen maddenin sadece tanecikler arası kuvvetlerinin değiştiği ve kimyasal yapısının bozulmadığı çözünme olayıdır. İyonik ve moleküler çözünmeler fiziksel çözünme olarak kabul edilir.

Derişim Birimleri

Derişim, bir çözeltideki çözünen madde miktarını belirtir.

Molarite (M) Bir litre çözeltide çözünmüş maddenin mol sayısıdır.

• Formül: M = n / V (Molarite = mol sayısı / çözelti hacmi)
• Birim: mol/L

ppm (Milyonda Bir Kısım) Özellikle çok seyreltik çözeltilerin derişimini ifade etmek için kullanılır.

• Formül: ppm = (Çözünenin kütlesi / Çözeltinin kütlesi) x 10 üzeri 6

Çözünürlük

Çözünürlük, belirli bir sıcaklık ve basınçta, belirli bir miktar çözücüde çözünebilecek maksimum çözünen madde miktarıdır. Bu değer, doygun bir çözelti oluşturmak için gereken miktarı gösterir.

Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler

• Sıcaklık:
  • Katı ve sıvı çözücüler için: Çoğu katının çözünürlüğü, sıcaklık arttıkça artar. Ancak bazı maddelerin çözünürlüğü sıcaklıkla azalabilir (ekzotermik çözünme).
  • Gazlar için: Gazların çözünürlüğü, sıcaklık arttıkça daima azalır.
• Basınç:
  • Katı ve sıvı çözücüler için: Basıncın katı ve sıvıların çözünürlüğüne etkisi ihmal edilecek kadar azdır.
  • Gazlar için: Gazların çözünürlüğü, üzerlerindeki basınç arttıkça doğru orantılı olarak artar (Henry Yasası).
• Madde Cinsi:
  • Çözünen ve çözücü arasındaki moleküller arası çekim kuvvetlerinin türü, çözünürlüğü doğrudan etkiler. “Benzer benzeri çözer” kuralı bu durumun bir sonucudur.

Çözeltilerin Sınıflandırılması

Elektrolit ve Elektrolit Olmayan Çözeltiler

• Elektrolit Çözelti: İçinde serbestçe hareket eden iyonlar bulunduran ve bu sayede elektrik akımını iletebilen çözeltilerdir. Asit, baz ve tuz çözeltileri elektrolittir.
• Elektrolit Olmayan Çözelti: Moleküler olarak çözündükleri için iyon içermeyen ve bu nedenle elektrik akımını iletmeyen çözeltilerdir. Şeker ve alkol çözeltileri buna örnektir.

Doygunluk Durumuna Göre Çözeltiler

• Doymamış Çözelti: Belirli bir sıcaklıkta, çözebileceğinden daha az çözünen madde içeren çözeltidir. Daha fazla çözünen madde eklendiğinde çözünmeye devam eder.
• Doymuş Çözelti: Belirli bir sıcaklıkta, çözebileceği maksimum miktarda çözünen madde içeren çözeltidir. Daha fazla madde eklendiğinde çözünmeden kabın dibine çöker.
• Aşırı Doymuş Çözelti: Belirli bir sıcaklıkta, doygun çözeltiden daha fazla çözünen madde içeren kararsız çözeltidir. Genellikle çözeltinin sıcaklığı artırılarak daha fazla madde çözülür ve sonra dikkatlice soğutulur. En ufak bir sarsıntı veya kristal eklendiğinde fazla çözünen madde çökelir.

Koligatif Özellikler

Koligatif özellikler, bir çözeltinin, çözücü ve çözünenin cinsine değil, yalnızca çözünen taneciklerinin derişimine bağlı olan özellikleridir.

Kaynama Noktası Yükselmesi (Ebüliyoskopi) Sıvı bir çözücüye uçucu olmayan bir çözünen eklendiğinde, çözeltinin kaynama noktası saf çözücünün kaynama noktasından daha yüksek olur. Tenceredeki suya tuz eklenmesiyle suyun daha yüksek sıcaklıkta kaynaması bu duruma örnektir.

Donma Noktası Düşmesi (Kriyoskopi) Sıvı bir çözücüye çözünen madde eklendiğinde, çözeltinin donma noktası saf çözücünün donma noktasından daha düşük olur. Kışın yollara tuz serpilmesi, suyun donma noktasını düşürerek buzlanmayı önler.

Çözümlü Sorular

1. Soru 40 gram NaOH katısı, 200 mililitre su ile çözelti hazırlanarak hacmi 500 mililitreye tamamlanıyor. Hazırlanan çözeltinin molar derişimi kaç M’dir? (Mol kütlesi: NaOH = 40 g/mol)

A) 0.5 B) 1 C) 2 D) 4

Çözüm:

1. Mol sayısını (n) bulalım: n = kütle / mol kütlesi = 40 g / 40 g/mol = 1 mol NaOH.
2. Molarite formülünü kullanalım: M = n / V = 1 mol / 0.5 L = 2 M. (Çözeltinin hacmi 500 mL = 0.5 L’dir.)

Doğru Cevap: C

---

2. Soru Aşağıdaki çözeltilerden hangisi elektrik akımını iletmez?

A) Hidroklorik asit çözeltisi (HCl) B) Potasyum nitrat çözeltisi (KNO3) C) Şeker çözeltisi (C6H12O6) D) Sodyum hidroksit çözeltisi (NaOH)

Çözüm: Elektrik akımını ileten çözeltilere elektrolit çözelti denir. Bunlar su içinde iyonlarına ayrışan asit, baz ve tuzlardır. Şeker (C6H12O6) suda moleküler olarak çözünür ve iyon oluşturmadığı için elektrik akımını iletmez.

Doğru Cevap: C

---

3. Soru 100 gram saf suda 5 gram tuz çözülerek hazırlanan bir çözelti için aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Çözeltinin kütlesi 105 gramdır. B) Çözünen madde tuzdur. C) Çözücü madde sudur. D) Çözelti, doymuş çözeltidir.

Çözüm: Çözeltinin doymuş olup olmadığı bilgisi verilmemiştir. Sadece 5 gram tuzun çözüldüğü söyleniyor, ancak 100 gram suyun en fazla kaç gram tuz çözebileceğini bilmiyoruz. Bu nedenle çözeltinin doymuş olduğu kesin değildir.

Doğru Cevap: D

---

4. Soru Gazların çözünürlüğü ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

A) Basınç arttıkça çözünürlük azalır. B) Sıcaklık arttıkça çözünürlük artar. C) Basıncın çözünürlüğe etkisi yoktur. D) Sıcaklık arttıkça çözünürlük azalır.

Çözüm: Gazların çözünürlüğü, sıcaklık ile ters orantılıdır. Sıcaklık arttıkça gaz moleküllerinin kinetik enerjisi artar ve çözücüden ayrılma eğilimleri yükselir. Bu yüzden çözünürlükleri azalır.

Doğru Cevap: D

---

5. Soru “Benzer benzeri çözer” kuralına göre, aşağıdaki madde çiftlerinden hangisi birbiri içinde çözünmesi beklenmez?

A) Su ve alkol B) Yağ ve benzin C) Tuz ve su D) Yağ ve su

Çözüm: Su polar bir maddedir, yağ ise apolar bir maddedir. “Benzer benzeri çözer” kuralına göre, polar ve apolar maddeler birbiri içinde iyi çözünmezler.

Doğru Cevap: D