Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler: Sıcaklık ve Basınç

Konu Özeti

Çözünürlük, bir maddenin belirli bir sıcaklıkta belirli miktar çözücüde çözünebilen en fazla miktarıdır. Çözünme olayının ısı alışverişine göre sıcaklıkla değişimi katılar ve gazlar için farklı yönlerde ilerler. Gazların çözünürlüğü ise basınçtan da etkilenir. Bu notta bu iki temel faktörü ve aralarındaki farkları birlikte inceleyeceğiz.

Temel Kavramlar

Çözünürlük, sabit sıcaklıkta 100 g su içinde çözünebilen maksimum madde miktarıdır. Bu miktara ulaşan çözelti doymuş çözeltidir. Doymamış çözeltide daha fazla madde çözünebilir, aşırı doygun çözelti ise kararsızdır ve küçük bir etkiyle fazlalığını çöker.

• Çözünürlük sabit sıcaklıkta maddeye özgü bir özelliktir.
• Çözünürlük, çözünen ve çözücünün cinsine bağlıdır: benzer benzeri çözer.
• Çözünme hızı ile çözünürlük aynı şey değildir. Karıştırma ve toz hâline getirme hızı artırır, çözünürlüğü değiştirmez.
• Sıcaklık ve basınç çözünürlüğü değiştiren temel dış faktörlerdir.

Sıcaklığın Etkisi: Katılar

Çözünme olayının ısı değişimine bakılır. Endotermik çözünmede ısı alınır, sıcaklık artınca denge ısı alan yöne kayar ve çözünürlük artar. Ekzotermik çözünmede ise sıcaklık artınca çözünürlük azalır.

Dikkat: Grafiğin eğimi yukarı ise çözünme endotermiktir; eğim aşağı ise çözünme ekzotermiktir. Grafikteki değerler yaklaşıktır.

Sıcaklığın Etkisi: Gazlar

Gazların sudaki çözünmesi genellikle ekzotermiktir. Bu yüzden sıcaklık arttıkça gazların sudaki çözünürlüğü azalır. Soğuk su, sıcak suya göre daha fazla O₂ ve CO₂ içerir.

• Kaynatılmış suda çözünmüş gaz miktarı çok azalır; bu yüzden kaynatılmış su 'bayat' tadındadır.
• Göl ve nehirlerin ısınması çözünmüş O₂ miktarını azaltır ve su canlıları için sorun yaratır (termal kirlilik).
• Gazozu ısıtınca CO₂ çıkışı hızlanır; soğuk gazoz daha uzun süre gazlı kalır.

Basıncın Etkisi

• Katı ve sıvıların çözünürlüğü basınçtan pratik olarak etkilenmez.
• Gazların sıvılardaki çözünürlüğü, gazın o sıvının üzerindeki kısmi basıncıyla doğru orantılı olarak artar (Henry yasası).
• Basınç arttıkça gaz çözünürlüğü artar; basınç azalınca gaz çözeltiden çıkar.

Henry yasası (sabit sıcaklıkta): S = k · P (S: gazın çözünürlüğü, P: gazın kısmi basıncı)

Henry yasası, suyla tepkime vermeyen ya da az tepkime veren gazlar için iyi uyar. Gazlı içecekler yüksek CO₂ basıncı altında şişelenir. Kapak açılınca basınç düşer ve CO₂ köpürerek çıkar.