|
çözünürlük Dengesi
• ÇÖZÜNÜRLÜK DENGESİ (Kç) Çözeltilerde denge, kimyasal denge ile ilgili genel ilkelerin çözeltilere uygulanışıdır. Bu nedenle çözeltilerdeki dengeyi iyi anlayabilmenin yolu kimyasal dengeyi iyi bilmeye bağlıdır. Denge sabiti ancak, çok az çözünen iyonlu katılar için uygulanır. Kç: Az çözünen iyonlu katıların, doygun çözeltisi içerisinde bulunan iyon derişimlerinin çarpımıdır. Kç bir denge sabiti olduğundan yalnız sıcaklıkla değişir. Genel olarak 1A grubunun tuzları, NH4+ ve NO3– li bileşikler suda çok iyi çözünür. Diğer tuzların suda iyi çözünüp çözünmediğini bilmemize gerek yoktur. Bir tuzun Kç sinden bahsediliyorsa suda iyi çözünmediğini düşünebiliriz. Mesela bir miktar su alınıp içerisine katı AgCl tuzundan azar azar eklediğimizde ilk başlarda çözündüğünü gözleriz. Bir süre sonra kabın dibinde AgCl katısının çözünmeden kaldığını görürüz. Bu noktadan sonra ne kadar AgCl eklersek ekleyelim hepsi kabın dibine çöker. Örneğin 25 °C de 1 lt su en fazla 1,6.10–5 mol AgCl çözebilir. 1 lt su için AgCl miktarı bundan fazla olursa geri kalan kısım dibe çöker. İlk çökelme olduktan sonra kimyasal olay durmuş değildir. Çözünme olayı yine sürer fakat çözünmüş olarak bulunan AgCl miktarı değişmez. Çünkü aynı süre içerisinde çökme olayı da devam etmektedir. Bu olay bize denge olayını hatırlatır. ÇÖZÜNÜRLÜK Belirli bir sıcaklıkta 1 lt çözelti içerisinde çözünmüş olan maksimum mol miktarına çözünürlük denir. Bazı iyonlu bileşiklerin çözünürlük dengeleri ve Kç ifadeleri Katıların denge sabiti ifadesinde yer almadığını hatırlayalım. Buna göre; http://www.torpil.com/torpil/oss_oks...oz_kesir01.gif ÇÖZÜNÜRLÜK İLE Kç ARASINDAKİ İLİŞKİ Çözünürlüğü verilen bir tuzun Kç sini, Kç si verilen bir tuzun çözünürlüğünü hesaplamak çok kolay bir işlemdir. Çözünürlük dengesi sorularında, verilen veya sorulan tuzun iyon denklemini yazmak çok önemlidir. Örnek - 1 25 °C de ZnF2 ün çözünürlüğü 2.10–4 mol/lt dir. Buna göre ZnF2 nin Kç si kaçtır? Çözüm Önce iyon denklemini yazalım. http://www.torpil.com/torpil/oss_oks...oz_kesir02.gif http://www.torpil.com/torpil/oss_oks...oz_kesir03.gif ÇÖZÜNÜRLÜĞE ORTAK İYON ETKİSİ Suda az çözünen tuzlar, kendisiyle ortak iyon içeren çözeltilerde saf suya nazaran daha az çözünürler. Çözeltideki ortak iyonun derişimi ne kadar fazla ise çözünürlük o kadar küçük olur. Ortak iyon çözünürlüğü azaltır. Örnek olarak doymuş AgCl çözeltisine katı NaCl ilâve ederek, AgCl’nin çözünürlüğünün değişimini inceleyelim: AgCl çözeltisine NaCl ilâve edildiğinde Cl– iyonları derişimi artar, denge AgCl nin çökme lehine kayar, bir miktar AgCl çöker. Bu durumda AgCl nin çözünürlüğü saf sudakine nazaran azalmış olur. Örnek - 2 10–2 M NaF çözeltisinde CaF2 nin çözünürlüğü nedir? (CaF2 nin çözünürlük çarpımı 4.10–12 dir) Çözüm NaF ® Na+ + F– 10–2 M 10–2 M 10–2 M CaF2 nin çözünürlüğü x olsun. http://www.torpil.com/torpil/oss_oks...oz_kesir04.gif http://www.torpil.com/torpil/oss_oks...oz_kesir05.gif ¯ Buradaki 2x ihmal edilebilir. x = 4.10–8 M. olarak bulunur. DOYMUŞLUK, DOYMAMIŞLIK ve ÇÖKELME İki çözelti karıştırıldığında çözeltilerdeki iyonların birleşmesinden oluşan tuzlarla ilgili üç durum söz konusudur.
Kç > Ki Doymamıştır, çökme olmaz. Kç = Ki Doymuştur, çökme olmaz. Kç < Ki Doymuştur, çökme olur. Örnek - 3 Eşit hacimlerde 0,04 M NaBr ile 0,02 M Pb(NO3)2 çözeltileri karıştırılıyor. PbBr2 ün Kç = 4.10–15 ise; a. Çökme olur mu? b. Çökme denklemini yazınız? c. Son çözeltideki iyonların derişimlerini bulunuz? Çözüm
http://www.torpil.com/torpil/oss_oks...oz_kesir06.gif
Pb(NO3)2 + 2NaBr ® PbBr2(k) + 2NaNO3
Hacimleri 1'er litre alırsak;SEÇİMLİ ÇÖKTÜRME Bir çözelti içerisinde birden fazla tuz çözünmüş olarak bulunursa bu tuzları ayırmak için çözünürlüğü daha küçük olan tuzlar çöktürülerek bu işlem yapılabilir. Bu olaya seçimli çöktürme adı verilir. Örnek olarak 0,01 M Cl– iyonu ve 0,1 M Br– iyonu içeren bir çözelti düşünelim. Bu iki iyonu birbirinden ayırmak için ortama azar azar Ag+ iyonu ekleyelim. Hangi tuzun Kç sine ilk önce ulaşılırsa (AgCl veya AgBr) o tuzun ilk önce çökeceğini söyleyebiliriz. |
Cevap : çözünürlük Dengesi
3 Eklenti(ler)
Çözünürlük Dengesi
1.Çözünme Olayı 2.Çözelti Çeşitleri 3.Çözünme Olayında Düzensizlik Faktörü 4.Sulu Çözeltiler 5.Çözünürlük 6.Çözünürlük Dengesi ve Çözünürlük Çarpımı 7.Çözünürlük Dengesine Etki Eden Faktörler 8.Çökelti Oluşumu ve Çözünürlük Tipleri 1. Çözünme Olayı Bir maddenin başka bir madde içerisinde gözle görülemeyecek kadar küçük taneciklere homojen olarak ayrışması olayına çözünme denilir. O halde bir madde bir başka madde içerisinde en küçük yapı taşına ayrışmaktadır. Bu yapıtaşları maddelerin cinsine göre, molekülleri, iyonları ve çok nadiren de atomları şeklinde olabilir. Bu bölümde, maddelerin çözünmesi olayının yönü, çözünme miktarları ve çözünmedeki enerji davranışları incelenmektedir. Bir katı madde, bir sıvı madde içerisine atılmış ve bir miktarı çözünmüş olsun. Bu katı maddenin sıvı içerisinde çözünmesi halinde, katıya çözünen ve sıvı maddeye de çözücü denir. Her çözünme olayında az veya çok enerji alış verişi olur. Çözünme Entalpisi adı verilen bu enerji endotermik veya ekzotermik olabilir. Bu enerji değeri bize maddenin nasıl ve ne kadar çözünebileceği hakkında bir yargı verebilir. Moleküler Maddelerde Çözünme Moleküler yapılı bileşiklerde moleküller arası etkileşim kuvvetleri vardır. Çözünme olayı sırasında bu kuvvetlerin kırılması gerekir. Gerek çözücü ve gerekse çözünen maddedeki bu kuvvetlerin kırılabilmesi için bir miktar enerji harcanır. Kırılan bağlar sonucu serbest kalan tanecikler, farklı türler ile yeniden etkileşime girerler. Bu durumda yeni bir bağ oluşumu gerçekleşebilir. Yeni bağ oluşumu da ekzotermik bir olaydır. http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954768 Hem çözücü taneciklerinin hem de çözünen taneciklerinin serbest kalması için H1 ve H2 kadar enerji harcanıyor. Çözünme ile taneciklerin birbirini sarması sırasında H3 kadar bir enerji de dışarı veriliyor. Eğer dışarı verilen enerji harcanan enerjiden büyükse, çözünme ekzotermik, değilse endotermiktir. Bu bilgiler bize maddelerin birbiri içerisinde çözünüp çözünmeyeceği de anlatır. Örneğin; Olay ekzotermik ise bir çözelti oluşur. Aynı şekilde çözücünün ihtiyaç duyduğu enerji küçükse yine çözelti oluşur. Tersi durumda maddeler birbiri içerisinde karışamaz ve çözelti oluşturamaz. Bunun yanında, bu türden maddelerin kimyasal bağ yapılarının benzerliği de çok önemlidir. Yani, molekül yapıları birbirine benzeyen maddeler birbirini çözerken, molekül yapıları farklı maddeler birbiri içerisinde dağılamaz ve çözelti oluşturamaz. Örneğin, su ile yağlı boya birbiri içerisinde karışmazken, tinerin içerisinde boya kolayca dağılabilmektedir. İyonik Maddelerin Çözünmesi İyonik yapılı maddelerin çoğunluğu katıdır. Bu maddelerin bir başka çözücü içerisinde çözünebilmesi için bu katı örgünün kırılması gerekir. Örneğin yemek tuzunun su içerisindeki çözünmesi olayını göz önüne aldığımızda; NaCl taneciklerinin oluşturduğu kristal yapının Na+ ve Cl- iyonlarının ayrılması ile kırılması söz konusudur. Bu şekilde bir miktar enerji alarak kırılan bu örgü ile serbest kalan iyonlar içinde bulunduğu su molekülleri ile elektrostatik etkileşim ile hidratlaşarak sarılırlar ve yeniden zıt yüklü taneciklerin birleşmesine izin vermez. Bu durumda yemek tuzu su içerisinde çözünmüş olur. Hidratlaşma sırasında bir miktar enerji dışarı verilir. http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954768 2.Çözelti Çeşitleri Çözücü ve çözünenin fiziksel yapısına bağlı olarak çeşitli çözeltiler vardır. Bunlar; A) Sıvı – Katı Çözeltileri B) Sıvı – Sıvı Çözeltileri C) Sıvı – Gaz Çözeltileri D) Katı – Katı Çözeltileri E) Katı – Gaz Çözeltileri F) Gaz – Gaz Çözeltileri Olarak sıralanabilir. Konumuz gereği çözücünün sıvı olduğu çözeltiler ele alınacaktır. A Sıvı – Katı Çözeltileri Bu tür çözeltilerde çözücü su, çözünen iyon yapılı katıdır. Su iyi bir çözücüdür. Fakat, su dışında da çözücüler vardır. Su, her maddeyi çözemez. Bunun nedeni kimyasal bağ yapılarının benzerliğinin olup olmaması etkiler. Çözünen katıların da sudaki çözünürlüğü sınırlıdır. Dolayısıyla, bu tür çözeltiler doymuş, doymamış ve aşırı doymuş çözeltiler olarak sınıflandırılabilir. B Sıvı – Sıvı Çözeltileri Bazı sıvıların da su içerisindeki çözünürlüğü sınırlıdır. Dolayısıyla da bu tür çözeltilerde doymuşluktan söz edilir. Ancak, etil alkolün su içerisinde çözünürlüğü sınırsızdır. Bazı sıvılar ise su içerisinde ya hiç çözünmezler ya da çok az çözünürler. Örneğin, CCl4 su içerisinde çözünmez ve iki farklı faz oluşturur. C Sıvı – Gaz Çözeltileri Gazların sıvı içerisindeki çözünürlükleri çok farklıdır. Azot, oksijen, hidrojen suda çok az çözünürken, klor, dihidrojensülfür az çözünür, amonyak ve hidrojen klorür ise çok çözünür. Bütün gazların sudaki çözünürlüğü ekzotermiktir. Dolayısıyla, gazların çözünürlüğü basınç, sıcaklık gibi faktörlere bağlıdır. 3.Çözünme Olayında Düzensizlik Faktörü Düzensizlik kavramı, taneciklerin serbest hareket edebilmesi ve enerjisinin yüksekliğini ifade eder. Ancak, düzensizlik atom, iyon veya molekül düzeyinde, yani mikroskopik düzeydedir. Düzensizlik Katı>Sıvı>Gaz sırasıyla görülür. Buna göre en düzensiz yapı gaz yapısıdır. Bir katının hiçbir etken yokken enerjisi düşük olduğundan düzensizliği en düşük seviyededir. Bu nedenle, katının çözünmesi düzensizliği artıracaktır. Ancak, düzensizliğin artışı için enerjinin de etkisi vardır. Aşağıdaki bazı çözünme tepkimelerini incelediğimizde düzensizliğin yönü belirlenebilir. I. NaCl(k) Na+(suda) + Cl-(suda) H=+21 Kcal II. C2H5OH(s) C2H5OH(suda) H= -5,6 Kcal III. O2(g) O2(suda) H= -53 Kcal I. tepkimede katı NaCl’ün suda çözünmesi endotermiktir. Dolayısıyla NaCl çözünürken sistemin enerjisi artar. Bu ise minimum enerji eğiliminin çözünmenin aleyhine, çökmenin lehine olduğunu gösterir. O halde ısı verilmediği sürece çözünme olmayacaktır. Ancak, katının çözünmesi düzensizliği artıracağından burada maksimum düzensizlik eğilimi çözünmenin lehine davranır. II. tepkimede alkolün suda çözünmesi için bir denge söz konusu değildir. Çünkü, alkol-su karışımı her oranda karışarak birbiri içinde çözünür. Bu çözünme olayı ekzotermik olduğundan minimum enerji eğilimi çözünme lehine davranır. Aynı şekilde maksimum düzensizlik eğilimi de çözünme lehine davranır. Benzer yapıda fakat suda tam çözünmeyen dietileter gibi bir madde suda endotermik olarak çözünür. Bu durumda minimum enerji çözünmenin aleyhine davranır. III. tepkimde oksijen gazı suda çözününce enerji açığa çıkmaktadır. Bu durumda minimum enerji eğilimi çözünme lehine davranırken düzensizliği azalacağından maksimum düzensizlik çözünmenin aleyhine davranır. Özetle http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954768 4.Sulu Çözeltiler Çözücüsü su olan sıvı çözeltilere sulu çözeltiler denir. Suyun moleküler yapısı onun bir çok madde için çok iyi bir çözücü olmasına neden olur. Özellikle polar yapılı olan su iyon yapılı maddelerin çözünmesine etki eder. Çözündüğünde iyon verebilen maddeler suda kolay çözünür. Bu tür maddelerin çözünmesinde etki eden en önemli faktör, elektrostatik çekim kuvvetidir. Bununla birlikte bazı molekül yapılı maddeler de suda çözünür. Bunun asıl nedeni suyun yapısında bulunan Hidrojen bağının varlığıdır. Suda çözünmeyen veya az çözünen maddeler ya apolar yapılıdır ya da önemli ölçüde iyonlarına ayrılmıyordur. Maddelerin suda çözünme şekilleri oluşan çözeltinin elektriksel iletkenliğini belirler. Buna göre; çözeltiler elektrolit veya elektrolit olmayan çözeltiler olarak söylenir. Elektrolit Çözelti; elektrik akımının iletilmesine yardım eden iyonları bulunduran çözeltilerdir. Bu tür çözeltiler elektrik devresinde bağlandığında akımın iletilmesine yardım eder. Elektrolit olmayan çözeltiler ise, elektrik akımının iletilmesine yardımcı olacak iyonları içermezler ve akımın iletilmesine yardım edemezler. __________________ |
Cevap : çözünürlük Dengesi
10 Eklenti(ler)
5.Çözünürlük
Çözünürlük; bir maddenin başka bir maddenin belirli bir miktarı içerisinde belirli koşullarda çözünebilen miktarı olarak tanımlanabilir. Örneğin; 100 gram suda çözünmüş maddenin gram cinsinden miktarıdır. Ancak, bu bölümde molar çözünürlükten söz edilecektir. Ayrıca, çözünme miktarları için çözünür, az çözünür veya çözünmez diyebilmek için belirli miktarlar esas alınır. Örneğin, oda sıcaklığındaki çözünürlüğü 0,1 Molardan büyük ise çözünür, çözünürlüğü 0,1 Molardan küçük ise az çözünür ve çok daha küçük ise çözünmez denir. Ancak bir genelleme yapılacak olursa; Anyonu Nitrat ve Asetat olan bütün maddeler suda çözünür. Katyonu Amonyum olan bütün maddeler suda çözünür. 1A grubundaki metallerin bütün bileşikleri suda çözünür. Hidrojen katyonu olan bütün asitler suda iyi çözünür. Bunun dışında anyon veya katyonuna göre bazı maddelerin çözünürlükleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954938 6.Çözünürlük Dengesi ve Çözünürlük Çarpımı : Az çözünen iyon yapılı bir katı madde su ile karıştırılınca çözünmeye başlar. Karışımın ilk anlarında çözünme hızlıdır. Ancak, iyonlar ortaya çıktıkça çözünme hızı zamanla azalır. Bu sırada oluşan iyonlar yeniden birleşerek çökmeye başlar. Bir süre sonra çözünme hızı ile çökme hızı birbirine eşitlenir. Bu durumda sistem dengeye ulaşmış olur. Denge halindeki böyle bir sistem doymuştur. Olay bir çözünme olduğundan bu dengeye çözünürlük dengesi adı verilir. mi orjinal ölçülerinde görmek için buraya tıklayın. Orjinal resim ebadı 595x287.http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954938 http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954938 Yukarıda bazı çözünme tepkimeleri için denge bağıntıları verilmiştir. Bazı az çözünen iyonik katıların 25˚C’daki çözünürlük çarpımları ise aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954938 7.Çözünürlük Dengesine Etki Eden Faktörler Çözünürlük dengesi fiziksel bir denge olmasına rağmen kimyasal denge de olduğu gibi bazı faktörlerin etkisi ile değişebilir. Bu faktörler; Çözücünün türü Sıcaklık Ortak iyon varlığı Yabancı maddelerin varlığı şeklinde sıralanabilir. a. Çözücünün Türünün Etkisi : Daha önceden “Benzer benzeri çözer” ifadesini kullanmıştır. Çözücünün bir maddeyi çözüp çözemeyeceği deneyle bulunabilir. Böylece çözünme üzerinde etkisinin olup olmadığı anlaşılır. Örneğin iyot katısının çeşitli çözücülerdeki çözünürlüğü için yapılan deneyde aşağıdaki denkleme göre çözünme değerleri bulunmuştur. http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954938 Bu üç çözelti için de maksimum düzensizlik eğilimi çözünmenin lehine, minimum enerji eğilimi çözünmenin aleyhinedir. Entalpi değerlerine bakarak iyot molekülü ile en iyi etkileşimde bulunan çözücünün etil alkol olduğu söylenebilir. İyot, suda çözünmez, karbontetraklorürde ise az çözünür. Bu durumda aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi iki farklı fazdan oluşan bir karışım oluşur. İyodun çeşitli çözücülerdeki çözünürlükleri şu şeklide verilebilir. Suda : S= 0,001 M CCl4’de : S= 0,120 M Alkolde : S= 0,840 M http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954938 b. Sıcaklığın Etkisi : İyonik bileşiklerin sudaki çözünürlüğü sıcaklığa bağlı olarak değişir. Çözünme olaylarında bir denge kurulduğuna göre, denge de sıcaklıkla değişir. Le Chatelier ilkesine göre denge halindeki bir çözünürlük sistemi ekzotermik olduğunda sıcaklığının yükseltilmesi halinde sistem bu etki azaltabilmek için tekrar çökme yönünde hareket edecektir. Aynı şekilde endotermik bir dengede ise, sıcaklığın yükseltilmesi çözünme yönünde etkili olacaktır. Örneğin, CaCl2 katısının sudaki çözünürlüğü ekzotermiktir. Bu katının konulduğu bir çözeltinin sıcaklığı artırılacak olursa, iyon haline geçen Ca2+ iyonları ile Cl- iyonları tekrar bu dışarıdan verilen enerjiyi absorbe ederek yeni bağların oluşumunda kullanarak CaCl2 katısını oluşturur ve böylece çökme gözlenir. Başka bir madde olarak NH4Cl katısının sudaki çözünürlüğü endotermiktir. Bu katı ile oluşturulan karışımın sıcaklığı artırılırsa, çözünme artar ve verilen ısı ile katı iyonlarına daha çok ayrışır. Böylece, sıcaklık çözünme yönünde harekete neden olur. Yandaki şekilde bazı maddelerin çözünürlüğünün sıcaklıkla değişlimi görülmektedir. c. Ortak İyon Etkisi : Saf suda az çözünen bir katı madde, yapısındaki iyonlardan birini içeren bir başka çözelti içerisinde, saf sudaki çözünme miktarından daha az çözünür. Bu duruma “Ortak iyon etkisi” denir. Örneğin, AgBr tuzu suda az çözünür. Çözündüğü miktara bağlı olarak da çözeltiye Ag+ ve Br- iyonlarını verir. Eğer, KBr tuzu içeren bir çözelti içerisine AgBr tuzu atılır ve çözünmesi istenirse, AgBr, saf sudakinden daha az Ag+ ve Br- iyonlarını verecektir. Bunun başlıca nedeni, çözücü moleküllerinin daha önceden doyurulmuş olması ve az çözünen tuzun kristal örgüsünü kırmaya yetecek serbest moleküllerin az olması ve enerjinin de azalmasıdır. d.Yabancı Maddelerin Etkisi : Az çözünen bir bileşiğin çözeltisinde, çözünen maddelerin iyonlarından başka iyonların varlığı da tuzun çözünürlük dengesine etki eder. Örneğin, Ca(OH)2 az çözünen bir maddedir. http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954938 Eğer Ca(OH)2’in doymuş çözeltisine HCl çözeltisi eklenirse Ca(OH)2’in çözünürlüğü artar. Çünkü, HCl gazı aşağıdaki gibi iyonlaşır. http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954938 Ortamdaki H+ iyonları Ca(OH)2’den gelen OH- iyonlarıyla birleşerek H2O(s) moleküllerini oluşturur ve dolayısıyla Ca(OH)2’in çözünmesine destek oluşturur. 8.Çökelti Oluşumu ve Çözünürlük Tipleri Az çözünen tuzların hepsinde bir denge vardır. Dengede çözünme ve çökme hızı eşittir. Çözünürlük dengesinin kurulması, katının suda çözünmesiyle olabileceği gibi, çökelek oluşturacak iyonları içeren iki ayrı çözeltinin karıştırılmasıyla da olabilir. Örneğin 0,2 M KCl ve 0,2 M AgNO3 çözeltilerini karıştırdığımızda; http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954938 Dikkat edilirse, denklemde dengeyi göstermek üzere çift yönlü ok kullandık. Çünkü, oluşan AgCl çökeleğinin bir bölümü yeniden iyonlarına ayrışır. Az çözünen bir tuzun iyonlarını ayrı ayrı içeren iki çözeltinin karıştırılması her zaman çökelek oluşturmayabilir. Çökeleğin oluşabilmesi iyonların molar derişimleri yeterince büyük olmalıdır. İyon derişimleri yeterince büyük değilse az çözünen tuzun doymamış çözeltisi oluşacağından çökme olmaz. Bir çözeltideki iyonların molar derişimlerinin mol katsayılarına bağlı olarak çarpımına iyonlar çarpımı denir ve Qçç ile gösterilir. http://frmsinsi.net/attachment.php?a...1&d=1334954938 __________________ |
Cevap : çözünürlük Dengesi
Paylaşım İçin Teşekkürler
|
Powered by vBulletin®
Copyright ©2000 - 2025, Jelsoft Enterprises Ltd.