ÇÖZELTİLER VE ÇÖZÜNÜRLÜK

1. ÇÖZELTİLER VE ÇÖZÜNÜRLÜK

2. ÇÖZELTİ VE TÜRLERİ Eğer bir madde diğer bir madde içinde molekül, atom veya iyonları halinde dağılmışsa böyle karışımlara çözelti adı verilir. Çözeltiler homojen karışımlardır ve tek bir fazdan ibarettirler. Su-Kum bir çözelti değildir! Bir çözeltide en az iki bileşen vardır. *Çözelti içinde miktarı çok olan bileşene "çözücü", *miktarı az olan bileşene ise "çözünen"denir.

3. Çözücü ve çözünen; katı, sıvı veya gaz olabilir. Buna göre çeşitli çözeltiler hazırlanabilir. Diğer bir ifadeyle, katı,sıvı ve gaz bir maddenin katı, sıvı ve gaz bir madde içerisinde homojen olarak dağılmasıyla çözeltiler oluşur. Örneğin;

4. Örnekler ÇözücüÇözünen Örnek Çözelti Sıvı Sıvı Alkollü su (suda alkolün çözünmesi) Sıvı Katı Tuzlu su (suda tuz çözünmesi) Sıvı Gaz Amonyaklı su (suda amonyağın çözünmesi) Katı Sıvı Amalgam (gümüşte civanın çözünmesi) Katı Katı Alaşımlar: Pirinç (bakırda çinkonun çözünmesi) Katı Gaz Palladyumda hidrojenin çözünmesi Gaz Gaz Hava: Azotta oksijenin çözünmesi Genellikle sıvı-sıvı, katı-sıvı ve gaz sıvı çözeltiler kullanılır.

5. Çözelti çeşitleri • A.DERİŞİME GÖRE ÇÖZELTİLER: • 1.Seyreltik Çözeltiler: Çözüneni çok az, çözücüsü fazla olan çözeltilere denir. • 2.Derişik Çözeltiler: Çözüneni fazla, çözücüsü az olan çözeltilere denir.

6. % 20 ' lik % 15 ' lik % 10 ' luk Tuzlu su Tuzlu su Tuzlu su 3 . Çözelti 2 . Çözelti 1 . Çözelti 2. çözelti 1. çözeltiye göre derişik, 3. çözeltiye göre seyreltik çözeltidir

7. B-DOYGUNLUĞA GÖRE ÇÖZELTİLER: • 1.Doymuş Çözeltiler: Belli şartlarda, bir çözücüde, çözünebilen kadar madde çözünmüş ise bu tip çözeltilere Doymuş Çözeltiler denir. • 2.Doymamış Çözeltiler: Belli şartlarda, bir çözücüde, çözünebilenden daha az madde çözünmüş ise bu tip çözeltilere Doymamış Çözeltiler denir. • 3.Aşırı Doymuş Çözeltiler:Şartlar değiştirilerek, bir çözücüde çözüne bilenden daha fazla madde çözünmüş ise bu tip çözeltilere Aşırı Doymuş Çözeltiler denir. Aşırı doygunluk hali kararsız hal olup çözeltiyi aşırı doygun hale getiren faktörler ortadan kaldırılırsa, (fazla madde çöker yada uçar) çözelti tekrar doygun hale döner.

8. I II III IV I-Doymamış II- Doymamış III-Doymuş IV-Doymuş Örnek

9. C.İLETKENLİĞİNE GÖRE ÇÖZELTİLER: • 1.Elektrolit Çözeltiler: Elektrik akımını ileten çözeltilere Elektrolit Çözeltiler denir. Elektrik akımını iyi iletenlere; Kuvvetli Elektrolitler, kötü iletenlere Zayıf Elektrolitler denir.

10. 2. Elektrolit olmayan Çözeltiler: Elektrik akımını iletmeyen çözeltilere Elektrolit Olmayan Çözeltiler denir. • ÖRNEK:Şeker suda çözündüğünde moleküler olarak çözünür. Bu sebeple moleküler çözeltiler elektrik akımını iletmezler. Bu tür çözeltilere elektrolit olmayan çözeltiler denir.

11. DERİŞİM VE BİRİMLERİ • Derişimi düşük olan çözeltiler seyreltikçözelti, derişimi yüksek olan çözeltiler ise derişik çözeltiolarak bilinir. Ancak bir çözeltide çözünen madde miktarının bilinmesi gerekir.

12. DERİŞİM Birim hacimde (1mL, 10mL, 100mL, 1000mL yada 1 Litre) çözünen madde miktarına DERİŞİM (KONSATRASYON) denir. (C) ile sembolize edilir.

13. Çözünen madde miktarı(m) Derişim = ---------------------------------- (C) Çözeltinin Hacmi (V) C = m/V olur. Çözeltideki madde miktarı(m)= C.V Şeklinde hesaplanır.

14. Bir çözeltide çözünen madde miktarını nasıl ifade ederiz? • Bir çözeltide çözünen madde miktarı, kütle, hacim, mol terimlerini içeren çeşitli derişim birimleri ile belirtilir. En çok kullanılan derişim birimleri, yüzde derişim, mol kesri, molarite, normalite, molalite, ppm ve ppb'dir. Şimdi bu birimlerden bazılarını görelim.

15. YÜZDE DERİŞİM

16. Standart çözeltiler Derişimi bilinen çözeltilere denir. Bunlar; a)Molar Çözeltiler (M) b)Molal “ (m) c)Normal “ (N) d)Formal “ (F) şeklinde incelenir.

17. MOLARİTE (M) • Bir litre çözeltide çözünen maddenin mol sayısına molarite denir. M ile gösterilir. • 1 molar çözelti, 1 litresinde 1 mol çözünen madde içermektedir.

18. Örnek: 250 mL’sinde 5 gr NaOH bulunan çözeltinin molaritesi nedir? (NaOH= 40 gr/mol) Çözüm: • 5 gr NaOH kaç mol ? n = m/Ma dan n=5/40= 0.125 mol • M=n / V =0.125 mol / 0.25 Lt= 0.5 M (mol/L)

19. Örnek 2 • 1 litre, 0.1 M CuSO4 çözeltisini nasıl hazırlarsınız? (CuSO4.5H2O= 249.6 gr/mol) Çözüm: • Kaç mol CuSO4 eder? • M=n / V  0.1 =n/1  n=0.1 mol CuSO4 • n=X/Ma 0.1=X/159.6  X=15.96 gr Bakırsülfat alınır, 1L lik balon jojede az miktar su ile çözünür ve üzerine 1L yi tamamlayacak şekilde su ilave edilir.

20. Örnek 3 • 250 ml 2M HNO3 çözeltisi hazırlamak için, %70 lik ve yoğunluğu 1.42 g/ml olan derişik HNO3 sıvısından kaç ml alınmalıdır? (HNO3 = 63 g/mol) Çözüm: • Kaç g HNO3 ? m = 2 mol/L x 0,25 L x 63 g/mol =31,5 g • Sıvı %70 lik alınması gereken m = 31,5 x 100/70 = 45g • Kaç ml? d=m/V V = 45 g / 1.42 g/ml = 31.7 ml

21. MOLALİTE

22. Örnek

23. NORMALİTE • 1L çözeltide çözünmüş maddenin eşdeğer gram sayısıdır. • N=Eşdeğer gram sayısı / V (Litre) • Eşdeğer gram sayısı: Çözünmüş madde (g) /Eşdeğer ağırlık • Eşdeğer ağırlık= Molekül ağırlığı / Tesir değerliği • Tesir Değerliği (TD): Asitlerin ortama verdiği H+ iyonu sayısı, bazların ortama verdiği OH-iyonu sayısı, tuzların ise ortama verdiği veya aldığı elektron sayısına tesir değerliği denir. Örneğin H2SO4 için bu değer 2’dir. NaOH, HNO3, HCl için bu değer 1’dir.Fakat tesir değerliği hesaplanırken, tesir değerliği bulunacak maddenin reaksiyona girdiği madde ile verdiği tepkimeye göre tesir değerliğinin değişebileceği unutulmamalıdır. • Molarite ve normalite arasında N = M x TD bağlantısı vardır.

24. Örnek Cevap: Sülfirik asitin tesir değerliği 2 ve molekül ağırlığı 98 g/mol dur. Buna göre eşdeğer Ağırlığı 98/2= 49 dur. Eşdeğer gram sayısı= (4,9)/ (49) = 0.1 N = 0.1/ 0.1 = 1N dir. Molarite 1.yol M= N / TD den M= 1/2 = 0.5 veya M = n/ V den M= ((4.9)/98)/0.1 = 0.5

25. Çözeltilerin seyreltilmesi • Bir çözeltiye çözücü ilave etmek suretiyle konsantrasyonunu düşürme işlemine seyreltme (dilüsyon) denir. • Çözücü ilavesi çözeltinin hacmini değiştirir, çözünmüş madde miktarı değişmez.

26. ÇÖZELTİLERİN SEYRELTİLMESİ

27. Seyreltme işlemi nasıl yapılır? C1 x V1 = C2 x V2 eşitliğinden yararlanılır. C1 : İlk konsantrasyon (seyrelmeden önceki) V1 : İlk hacim C2 : Seyrelmeden sonraki konsantrasyon V2 : Seyrelmeden sonraki hacim (çözelti + çözücü) M1 x V1 = M2 x V2 N1 x V1 = N2 x V2

28. SORU:15 M’lık stok HCl çözeltisinden 50 ml 0.1 M HCl çözeltisi nasıl hazırlanır ÇÖZÜM: • M1 x V1 = M2 x V2 • 15 M x ? = 0.1 M x 50 ml • V1= 0.33 ml

29. SORU:100 mL 0.5 N H2SO4 çözeltisine 400 mL su ilave edildiğinde konsantrasyon ne olur? ÇÖZÜM: • N1 x V1 = N2 x V2 • 0.5 N x 100 = ? N x 500 ml • C2= 0.1 N

30. Çözünme • Bir sıvı veya katının bir çözücü içersinde çözünmesinde iki olay gözlenir. Birincisi, katının önce moleküller arası çekim kuvvetlerini yenerek çözücü içersinde molekül veya iyonlarına ayrışması, ikinci ve sonraki olay da bu molekül veya iyonların çözücü molekülleri tarafından sarılarak çözünmenin tamamlanmasıdır. Çözücü moleküllerinin çözünen maddenin molekül veya iyonlarını sarması olayına genel olarak solvatasyon, eğer çözücü su ise hidratasyon adı verilir.

31. ÇÖZÜNME • Bir maddenin bir çözücü (su) içersinde en küçük birimlerine ayrışacak şekilde dağılması işlemine çözünme denir. • İyonik yapılı maddeler suda çözündüklerinde iyonlarına kadar ayrışırlar. • NaCl (k)-------->Na+ (aq)+ Cl-(aq) • CaCl2(k)-------->Ca+2 (aq)+ 2Cl-(aq) • AlCl3(k)------->Al+3 (aq)+ 3Cl-(aq)

32. Kovalent yapılı maddeler suda çözündüklerinde moleküllerine ‘n’ kadar ayrışırlar. İyonlaşmazlar. C6H12O6 (k) --------> C6H12O6 (aq) 1 mol n tane

33. ÇÖZÜNME HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER: • 1.Çözücü Çözünenin Cinsi: Genel olarak benzer maddeler birbiri içinde daha iyi çözünürler. • 2.Temas Yüzeyi: Temas yüzeyinin artırılması çözünme hızını artırır. • 3.Karıştırmak: Çözeltinin karıştırılması çözünme hızını artırır. • 4.Sıcaklık: Eğer çözünme endotermikse sıcaklık çözünme hızını artırır, ekzotermik ise azaltır. Genellikle katıların sıvı içerisinde çözünmesi endotermik olduğundan sıcaklıkla hız artar.Bununla birlikte gazların sıvıdaki çözünürlüğü ekzotermik olduğundan çözünürlük sıcaklıkla azalır

34. PbCl2 nin sudaki çözünürlüğünün incelenmesi

35. Çözünürlük ve basınç (gazlar) • Çözeltinin basıncının artırılması gazların hem çözünme hızını, hem de çözünürlüğünü artırır. • Henry kanunu:Doygun bir çözelti üzerindeki bir gazın kısmi basıncı o çözeltideki gazın çözünürlüğü ile doğru orantılıdır veya kısaca basıncı arttıkça bir gazın çözünürlüğü de artar diye de tanımlanabilir.

36. Rault Kanunu (sıvı-sıvı çözeltiler) • İki uçucu sıvı bir çözelti oluşturduğunda; buhar fazındaki bileşenlerin kısmi basınçları çözeltideki mol kesirleri ile doğru orantılıdır. A ve B sıvılarının birbirinde çözünmesi ile oluşan bir çözelti için Rault kanunu şöyledir:

37. Rault Kanunundan sapmalar

38. Çözeltilerin kolligatif özellikleri • Kolligatif özellikler maddenin yapısı ve kimyasal özelliğine bağlı olmayan, sadece molekül sayısına bağlı olan özelliklerdir. Bunlar • Buhar basıncı alçalması, • Donma noktası alçalması, • Kaynama noktası yükselmesi • Ozmotik basınç olmak üzere dört tanedir.

39. Buhar Basıncı Alçalması Uçucu olmayan ve elektrolit olmayan bir madde (B) saf bir çözücüde (A) çözündüğü zaman, çözeltinin buhar basıncı saf çözücününkine göre daha düşük olur. Kaynama Noktası Yükselmesi Çözeltinin kaynama noktası saf çözücününkinden daha yüksektir. Donma Noktası Alçalması Çözeltinin donma noktası saf çözücününkinden daha düşüktür.

40. Ozmotik basınç • Sadece bazı moleküllerin geçmesine izin veren bazı moleküllerin geçmesine izin vermeyen zarlara yarı geçirgen zar adı verilir. Seyreltik bir çözeltiden çözücü moleküllerinin bir yarı geçirgen zar içinden daha derişik bir çözeltiye geçişine osmoz adı verilir.