Sıvı Çözeltiler ve Çözünürlük → 2. Bölüm

• Derişim: Çözünen maddenin oranıdır.
  • Mesela; derişimi kütlece %10‘luk bir tuz çözeltisinin:
    • Her 100 gramında;
    • 10 gram tuz,
    • 90 gram su vardır.
• Çözeltiler ne kadar sulu ise derişimleri o kadar düşüktür, yani seyreltiktir.
• Çözeltiler hep belli bir derişimde hazırlanır ve şişesinin üzerine derişimi yazılır.
• Derişimi sayesinde, kullandığımız çözeltinin içinde kaç gram madde çözündüğünü hesaplayabiliriz.

• Derişim birimleri (TYT Kimyası):

1. Kütlece yüzde derişim
   • 
2. Hacimce yüzde derişim
   • 
3. Kütle hacim yüzdesi
   • 

• Derişim birimleri (AYT Kimyası):

4. ppm (Milyonda bir kısım)
   • 
5. Molarite (M)
   • 
6. Molalite (m)
   • 
7. Mol kesri (X)
   • 

• Tanım: 100 gram çözeltide çözünmüş maddenin kütlesidir.
• Şöyle hesaplanır:

• Formülde:
  • %: Çözeltinin kütlece yüzdesi
  • m_çözünen: Çözünen maddenin kütlesi
  • m_çözelti: Çözeltinin toplam kütlesidir.
    • Çözücü ve çözünen kütleleri toplanarak bulunur.
  • Çözücü ve çözünenin birimleri aynı olmak zorundadır.

• Çözeltilere su eklenir ya da buharlaştırılırsa derişimleri değişir.
  • Yeni derişimleri şöyle hesaplanır:

%_son . m_son = %_ilk . m_ilk

• Farklı derişimlerdeki çözeltiler karıştırılırsa, son derişim şöyle hesaplanır:

%_son . m_son = %₁ . m₁ + %₂ . m₂ + …

Örnek:

Kütlece yüzde 12’lik 600 gram X çözeltisinden 200 gram su buharlaştırılırsa kütlece yüzde derişimi ne olur?

• Tanım: 100 mL çözeltide çözünmüş maddenin hacmidir.
• Şöyle hesaplanır:

• Formülde:
  • %: Çözeltinin hacimce yüzdesi
  • V_çözünen: Çözünen maddenin hacmi (mL)
  • V_çözelti: Çözeltinin toplam hacmidir. (mL)
    • Genellikle çözücü ve çözünen hacimleri toplanarak bulunur.
  • Çözücü ve çözünenin birimleri aynı olmak zorundadır.

Örnek:

140 mL su ile 60 mL etil alkolden oluşan bir çözeltinin hacimce yüzde derişimini hesaplayınız.

• Tanım: 100 mL çözeltide çözünmüş maddenin kütlesidir.
• Şöyle hesaplanır:

• Formülde:
  • %: Çözeltinin kütle-hacim yüzdesi
  • m_çözünen: Çözünen maddenin kütlesi (gram)
  • V_çözelti: Çözeltinin toplam hacmidir. (mL)

Örnek:

Kütle-hacim yüzdesi %20 g/mL olan bir X tuzu çözeltisinden alınan 250 mL’lik bir örneğin içinde kaç gram X tuzu çözünmüştür?

• Tanım: 1.000.000 birim çözeltide çözünmüş madde miktarıdır.
• Çok çok seyreltik çözeltilerde kullanılır.
• Şöyle hesaplanır:

• Formülde:
  • ppm: Çözeltinin derişimi (Part Per Million)
  • m_çözünen: Çözünen maddenin kütlesi
  • m_çözelti: Çözeltinin toplam kütlesidir.
    • Çözelti toplamında, çözünen maddenin miktarı ihmal edilebilir.
    • Çözeltinin birimi kg veya L ise, çözüneninki kg olmalıdır.
    • Çözeltinin birimi g veya mL ise, çözüneninki g olmalıdır.

• Formülü sevmediysen; ppm, aşağıdaki oran ile de hesaplanabilir:
  • ppm = 1 kg veya 1 L çözeltide çözünen maddenin miligramıdır.

Örnek:

12 litre suda, 36×10^-3 gram Ag⁺ iyonu tespit edilmiştir.

Buna göre bu çözeltinin derişimi kaç ppm’dir?

Örnek:

10 kg su örneğinde 0,04 g Mg²⁺ iyonu olduğu belirleniyor.

Buna göre bu su örneğinin derişimi kaç ppm’dir?

A) 1

B) 2

C) 3

D) 4

E) 5

Örnek:

2 ton suda, 0,06 g NO₃^– iyonu tespit edilmiştir.

Buna göre, bu çözeltinin derişimi kaç ppm’dir?

• Tanım: 1 L çözeltide çözünmüş maddenin mol sayısıdır.
• Şöyle hesaplanır:

• Formülde:
  • M: Çözeltinin molaritesi (molar)
  • n_çözünen: Çözünen maddenin mol sayısı (mol)
  • V_çözelti: Çözeltinin toplam hacmidir. (L)

• Hatırla:
  • 1L = 1 dm³ = 1000 mL = 1000 cm³

Örnek:

0,3 mol şeker ile 600 mL şeker çözeltisi hazırlanıyor.

Buna göre bu çözeltinin derişimi kaç molardır?

Örnek:

0,05 molar 0,2 litre HCl çözeltisinde, kaç mol HCl asidi çözünmüştür?

Örnek:

117 gram NaCl ile hazırlanan 500 mL çözeltinin derişimi kaç molardır? (Na: 23 g/mol, Cl: 35,5 g/mol)

Örnek:

200 mL 4M NaOH çözeltisinde kaç gram NaOH çözünmüştür? (NaOH: 40 g/mol)

• Asitler, bazlar ve tuzlar suda iyonlarına ayrışarak çözünürler.
  • NaCl_(k) → Na⁺_(suda) + Cl^–_(suda)
• Bu yüzden bu bileşiklerin sulu çözeltilerinde iyonlar vardır.
• İyon derişimi: Bileşiğin derişimi x iyonun formüldeki sayısı
  formülü ile hesaplanabilir.
  • Mesela, 2M CaCl₂ çözeltisinde:
    • 2M Ca²⁺ iyonu
    • 4M Cl^– iyonu
    • Toplamda 6M iyon vardır.

• İyon derişimleri, çözünme tepkimelerine bakılarak da hesaplanabilir.
  • Tepkimedeki katsayılar, maddelerin Molarite oranlarını verir:
  • Mesela, 2M CaCl₂ çözeltisindeki iyon derişimleri şöyledir:

Örnek:

0,2M Ca(NO₃)₂ çözeltisinde toplam kaç M iyon vardır?

Örnek:

80 gram NaOH katısı ile hazırlanan 8000 mL çözeltide toplam kaç M iyon bulunur? (NaOH: 40 g/mol)

Örnek:

Toplamda 1,5M iyon içeren Ca(OH)₂ çözeltisinin 4 litresinde kaç gram Ca(OH)₂ bulunur? (Ca(OH)₂ : 74 g/mol)

• Yoğunluk ile Molarite arasında şöyle bir ilişki vardır:

• Formülde:
  • M: Çözeltinin Molaritesi
  • d: Çözeltinin yoğunluğu (g/mL)
  • Y: Çözeltinin yüzdesinin payı
  • M_A: Çözünenin mol ağırlığı

Örnek:

Kütlece %63’lük, HNO₃ çözeltisinin yoğunluğu 1,2 g/mL olarak hesaplanıyor.

Buna göre bu çözeltinin derişimi kaç molardır? (H: 1 g/mol, N: 14 g/mol, O: 16 g/mol)

• Bir sulu çözeltinin su miktarı (çözücü miktarı) değişirse derişimi de değişir.
• Su miktarı değişen bir çözeltinin son molaritesi şöyle hesaplanır:

M_ilk . V_ilk = M_son . V_son

• Formülde:
  • M_ilk: Çözeltinin başlangıç molaritesi
  • V_ilk: Çözeltinin başlangıç hacmi
  • M_son: Çözeltinin su miktarı değiştikten sonraki molaritesi
  • V_son: Çözünenin su miktarı değiştikten sonraki hacmi
  • Hacim birimlerinin Litre olması şart değildir fakat aynı olması şarttır.

Örnek:

0,8 M ve 100 mL HCl çözeltisine 300 mL su ilave edilirse derişimi kaç M olur?

• Bir maddenin farklı derişimlerdeki çözeltileri karıştırılırsa karışımın molaritesi şöyle hesaplanır:

M_son . V_son = M₁ . V₁ + M₂ . V₂ + M₃ . V₃

• Formülde:
  • M_son: Çözeltinin su miktarı değiştikten sonraki molaritesi
  • V_son: Çözünenin su miktarı değiştikten sonraki hacmi
    • V_son = V₁ + V₂ + V₃
  • M₁, M₂, M₃: Karışmadan önceki derişimler
  • V₁, V₂, V₃: Karışmadan önceki hacimler
  • Hacim birimlerinin Litre olması şart değildir fakat aynı olması şarttır.

Örnek:

0,1 M, 400 mL NaOH çözeltisi ile 0,4 M 600 mL NaOH çözeltisi, bir çökelme olmadan karıştırılıyor.

Buna göre, oluşan çözeltinin derişimi kaç molardır?

• Tanım: 1 kg çözeltide çözünmüş olan maddenin mol sayısıdır.
• Şöyle hesaplanır:

• Formülde:
  • Molalite: Çözeltinin derişimi (molal)
  • n_çözünen: Çözeltinin maddenin mol sayısı
  • m_çözücü: Çözücünün kilosu (kg)

Örnek:

200 gram suda, 24 gram NaOH bazı çözülerek bir çözelti hazırlanıyor.

Buna göre, bu çözeltinin derimi kaç molaldir? (Na: 23 g/mol, O: 16 g/mol, H: 1 g/mol)

Örnek:

0,1 m KMnO₄ (Potasyum permanganat) çözeltisi hazırlamak için 500 g suda, kaç gram KMnO₄ çözmek gerekir? (K: 39 g/mol, Mn: 55 g/mol, O: 16 g/mol)

• Tanım: Çözeltideki bir maddenin mol sayısının toplam mol sayısına oranı, o maddenin mol kesridir.
• A çözeltisinde, A maddesinin mol kesri şöyle hesaplanır:

• Formülde:
  • X_A: Çözeltideki A maddesinin mol kesri
  • n_A: Çözeltideki A maddesinin mol sayısı
  • n_T: Çözeltinin toplam mol sayısı

Örnek:

54 gram suda, 64 gram metil alkol (CH₃OH) çözünmüştür.

Oluşan çözeltide, maddelerin mol kesirlerini hesaplayınız. (H: 1 g/mol, O: 16 g/mol, C: 12 g/mol)

Örnek:

Kütlece %46’lık C₂H₅OH çözeltisinde, H₂O ve C₂H₅OH’ın mol kesirlerini hesaplayınız. (H: 1 g/mol, O: 16 g/mol, C: 12 g/mol)