Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler: Sıcaklık, Basınç ve Madde Cinsi

Konu Özeti

Çözünme, bir maddenin başka bir madde içinde tanecikleri ayrılarak homojen karışım oluşturmasıdır. Çözünürlük ise sıcaklık, basınç ve madde cinsi gibi faktörlere bağlıdır. Bu notta çözünme modelini, çözünürlük kavramını ve çözeltilerin derişimini birlikte inceleyeceksin. Ayrıca kaynama ve donma noktası değişiminin tanecik sayısıyla ilişkisini göreceksin.

Temel Kavramlar

Çözünme modeli: Çözücü tanecikleri, çözünen taneciklerini sararak onları kristal ya da kümelerden ayırır. Ayrılan tanecikler çözücü içinde düzgün dağılır. Sulu çözeltide bu süreç hidratasyon olarak adlandırılır.

• Çözücü tanecikleri çözünen taneciklerini çevreler (sulu çözeltide hidratasyon).
• Çözünen tanecikler birbirinden ayrılır ve çözücü içinde düzgün dağılır.
• İyonik bileşikler suda iyonlarına ayrışarak çözünür (NaCl → Na⁺ + Cl⁻).
• Şeker gibi moleküler maddeler suda moleküller halinde dağılır, iyonlaşmaz.

Çözünürlük: Belirli bir sıcaklıkta 100 g çözücüde çözünebilen en fazla madde miktarıdır. Örneğin 20 °C'de 100 g suda en fazla 36 g NaCl çözünür. Bu tanım ölçülebildiği için operasyonel bir tanımdır.

Benzer benzeri çözer: Polar maddeler polar çözücülerde (su), apolar maddeler apolar çözücülerde (hekzan, benzen) daha iyi çözünür. Bu kurala benzer benzeri çözer denir.

Çözünme olayının sınıfları: Fiziksel çözünmede madde kimliğini korur (şekerin suda çözünmesi). Kimyasal çözünmede tepkime oluşur (sodyumun suda çözünmesi, çinkonun asitte çözünmesi). Isı değişimine göre NaOH ısı verir, NH4NO3 ise ısı alır.

Sıcaklığın etkisi: Katıların çoğunda sıcaklık arttıkça çözünürlük artar; bu çözünme endotermiktir. NaCl'de çözünürlük sıcaklıkla çok az değişir, Ce2(SO4)3 gibi bazı maddelerde ise sıcaklık arttıkça çözünürlük azalır. Gazların sıvılardaki çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalır.

Kanıt kullanma: Çözünürlük-sıcaklık grafiğinde eğrinin yükselmesi çözünürlüğün sıcaklıkla arttığını gösterir. Bir faktörü incelerken yalnızca o değişken değiştirilir, diğerleri sabit tutulur.

Basıncın etkisi: Katı ve sıvıların çözünürlüğü basınçtan pratik olarak etkilenmez. Gazların sıvılardaki çözünürlüğü ise basınç arttıkça artar. Gazlı içecekler yüksek basınçta gazla doyurulur.

Gazlı içecek kapağı açıldığında basınç düşer ve çözünmüş CO2 gazı köpürerek çıkar.

Çözeltilerin sınıflandırılması: Çözeltiler çözünen ve çözücünün hâline göre gaz, sıvı, katı çözeltiler; doygunluğa göre doymamış, doygun ve aşırı doygun çözeltiler olarak sınıflandırılır. Alaşımlar katı, hava gaz, tuzlu su sıvı çözeltidir.

Molar derişim (M) = n / V (mol/L)

Mol sayısı n = m / MA (kütle / mol kütlesi)

Seyreltme: Çözeltiye çözücü eklenirse çözünen mol sayısı değişmez, hacim artar ve derişim azalır. Bu durumda M1 · V1 = M2 · V2 bağıntısı kullanılır; hacim birimleri aynı olmalıdır. Çözeltinin buharlaştırılması ise derişimi artırır.

Tanecik sayısının kaynama ve donma noktasına etkisi: Uçucu olmayan bir madde çözündüğünde çözeltinin kaynama noktası saf çözücüden yüksek, donma noktası ise düşük olur. Bu etki çözünen tanecik sayısına bağlıdır, maddenin cinsine bağlı değildir.

• İyonik maddeler iyonlaştığı için aynı mol sayısında moleküler maddeden daha fazla tanecik verir ve etkisi daha büyüktür.
• Yol tuzlanması ve antifriz uygulamaları donma noktası düşmesinin günlük hayattaki örnekleridir.