Çözünme, Çözünürlük ve Derişim Birimleri (Molarite, ppm)

Konu Özeti

Çözeltiler, en az iki maddenin homojen karışmasıyla oluşur ve günlük hayatın her yerindedir. Bu konuda çözünme sürecini, çözünürlüğü ve çözeltilerin derişimini nasıl ifade edeceğimizi öğreneceksin. Molarite ve ppm, çözeltinin ne kadar derişik olduğunu sayısal olarak anlatan iki temel birimdir. Son olarak çözünen tanecik sayısının kaynama ve donma noktasını nasıl değiştirdiğini inceleyeceğiz.

Temel Kavramlar

Çözelti, en az iki maddenin birbiri içinde homojen dağılmasıyla oluşan karışımdır. Çözünen madde çözücü içinde taneciklerine ayrılır ve çözücü tanecikleri bunları sarar. Su çözücü olduğunda bu sürece hidratasyon denir.

• Tuz gibi iyonik bileşikler suda iyonlarına ayrılır: NaCl → Na⁺ + Cl⁻ (elektrolit).
• Şeker gibi polar moleküllü maddeler moleküller halinde dağılır (elektrolit olmayan).
• Su molekülleri polar olduğu için iyonik ve polar maddeleri çözer.

Benzer benzeri çözer: polar maddeler polar çözücülerde (su), apolar maddeler apolar çözücülerde (hekzan, benzen) iyi çözünür. İyot (I₂) apolar olduğu için suda az, benzinde iyi çözünür. Bunu kanıtlamak için aynı madde farklı çözücülerde denenir ve çözünme gözlenip gözlenmediğine bakılır.

Çözünürlük, belirli bir sıcaklıkta 100 g çözücüde çözünebilen en fazla madde miktarıdır. Sıcaklık sabit tutulur, çözücüye madde eklenmeye devam edilir ve dipte çözünmeden kalan madde görülünce çözünen miktar ölçülür. Bu noktadaki çözelti doymuştur.

• Sıcaklık: Katıların çoğunun çözünürlüğü sıcaklıkla artar; gazların çözünürlüğü ise azalır.
• Basınç: Yalnızca gazların çözünürlüğünü etkiler; basınç arttıkça gaz çözünürlüğü artar.
• Karıştırma ve toz haline getirme: Çözünme hızını artırır, çözünürlüğü değiştirmez.

Çözeltiler çözünen miktarına göre doymamış, doymuş ve aşırı doymuş; derişime göre seyreltik veya derişik olarak sınıflandırılır. Seyreltik ve derişik kavramları göreli olup aynı miktar çözeltide çözünen madde azsa seyreltik, çoksa derişiktir.

Molarite (M) = n / V = çözünen mol sayısı / çözelti hacmi (L)

n = m / MA ve seyreltmede M₁·V₁ = M₂·V₂

ppm = (çözünen kütlesi / çözelti kütlesi) × 10⁶

Seyreltik sulu çözeltide 1 L çözelti ≈ 1 kg kabul edilirse 1 ppm ≈ 1 mg çözünen / 1 L çözeltidir. ppm, içme suyundaki eser maddeler gibi çok seyreltik çözeltilerde kullanılır. Molarite çözelti hacmine bağlı olduğundan sıcaklıkla değişebilir.

• Ayrı bir çözeltiden alınan kısımların molaritesi aynıdır; mol sayısı ise alınan hacimle değişir.
• Su eklenince çözünen mol sayısı değişmez, hacim artar ve molarite azalır.
• Aynı maddenin iki çözeltisi karıştırılırsa M = (M₁V₁ + M₂V₂) / (V₁ + V₂) kullanılır.

Kaynama ve donma noktası: Uçucu olmayan bir madde çözündüğünde çözücünün buhar basıncı düşer. Sonuçta çözeltinin kaynama noktası yükselir, donma noktası düşer. Bu etki çözünen maddenin cinsine değil, tanecik sayısına (derişimine) bağlıdır.