10. Sınıf Kimya · Ünite 2
Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler: Katıların ve Gazların Gizemli Davranışları
Katı ve gazların saf sudaki çözünürlüğüne etki eden madde cinsi, sıcaklık ve basınç faktörlerini, vurgun olayı ve soğuk deniz balıkçılığı gibi günlük hayat örnekleriyle inceliyoruz.
Kazanım KİM.10.2.6 · 40 dk okuma
Çözünürlüğün Sırları: Hangi Madde Neden Daha İyi Çözünür?
Saf suda bir maddenin ne kadar çözünebileceğini belirleyen temel kurallar vardır. Çevremizdeki olayları dikkatle gözlemlediğimizde, bu kuralların hayatımızın her alanında işlediğini fark ederiz. Peki, bir maddenin çözünürlüğünü tam olarak ne etkiler? Kendi aramızda yapacağımız tartışmalarda da rahatça görebileceğimiz üç ana faktör vardır: Madde cinsi, sıcaklık ve basınç.
1. Madde Cinsi (Benzer Benzeri Çözer)
Her madde her sıvıda çözünmez. Kimyanın altın kuralı olan 'benzer benzeri çözer' ilkesine göre; su gibi polar yapıdaki çözücüler yine polar yapıdaki maddeleri (veya iyonik tuzları) iyi çözerken, apolar maddeler apolar çözücülerde iyi çözünür.
2. Sıcaklığın Etkisi ve Şaşırtıcı Zıtlıklar
Sıcaklığın çözünürlüğe etkisi, maddenin fiziksel hâline göre tamamen değişir. Katıların ve gazların sıcaklıkla olan ilişkisi adeta zıt karakterli iki kardeş gibidir. Aşağıdaki grafik, bu iki farklı davranışı net bir şekilde özetlemektedir.
- Katılar: Çoğu katının sudaki çözünürlüğü sıcaklık arttıkça artar. Isı alarak gerçekleşen bu çözünmeye endotermik çözünme diyoruz. (Çok az sayıda katı istisnai olarak ekzotermik çözünebilir)., Gazlar: Bütün gazların sudaki çözünürlüğü sıcaklık arttıkça daima azalır. Isı vererek gerçekleşen bu olay ekzotermiktir.
Hayatın İçinden Kanıtlar
- Asitli İçecekler: Gazoz veya kolanın üzerinde 'Soğuk içiniz' yazar. Çünkü soğukta karbondioksit gazı suda çok daha iyi çözünür. İçecek ısındıkça çözünmüş gaz uçup gider ve içeceğin tadı bozulur., Soğuk Denizlerde Balıkçılık: Ekvator'dan kutuplara doğru gidildikçe deniz suyu soğur. Soğuk sularda balıkçılığın çok daha yaygın ve verimli olmasının ana sebebi, soğuk suyun içinde balıklar için hayati önem taşıyan oksijen gazının daha fazla çözünmüş olmasıdır.
3. Basıncın Gücü ve Hayati Bir Olay: Vurgun
Basınç, katı ve sıvıların çözünürlüğünü neredeyse hiç etkilemezken, gazlar için oyunun kuralını baştan yazar. Bir gazın üzerindeki basınç ne kadar artarsa, sıvının içindeki çözünürlüğü de o kadar artar.
Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler: Katıların ve Gazların Gizemli Davranışları: Alıştırma Soruları
1. Aşağıdaki faktörlerden hangisi, bir katının saf sudaki çözünürlüğünü kesinlikle değiştirmez?
- A) Maddenin cinsi
- B) Çözücünün sıcaklığı
- C) Maddenin üzerine etki eden basınç
- D) Çözünen maddenin miktarı
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Maddenin üzerine etki eden basınç
Basınç değişimi sadece gazların çözünürlüğünü etkiler. Katı ve sıvıların sudaki çözünürlüğü basınçtan etkilenmez.
2. Yaz aylarında ısınan göllerde balık ölümlerinin artması veya gazlı içeceklerin soğuk tüketilmesi, çözünürlüğe etki eden hangi faktörle doğrudan ilgilidir?
- A) Basıncın artmasıyla gazların çözünürlüğünün artması
- B) Sıcaklığın artmasıyla gazların çözünürlüğünün azalması
- C) Katıların çözünürlüğünün endotermik olması
- D) Madde cinsinin çözünürlüğü değiştirmesi
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Sıcaklığın artmasıyla gazların çözünürlüğünün azalması
Hem göllerdeki oksijen azalması hem de asitli içeceklerdeki karbondioksitin uçması, gazların çözünürlüğünün sıcaklık arttıkça azalması (ekzotermik olması) ile açıklanır.
3. X maddesinin suda çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalırken, basınç arttıkça artmaktadır. Y maddesinin ise çözünürlüğü sıcaklık arttıkça artmakta, ancak basınç değişiminden etkilenmemektedir. Buna göre X ve Y'nin fiziksel hâlleri aşağıdakilerden hangisidir?
- A) X: Katı, Y: Gaz
- B) X: Sıvı, Y: Katı
- C) X: Gaz, Y: Katı
- D) X: Gaz, Y: Gaz
Cevabı göster
Doğru cevap: C) X: Gaz, Y: Katı
Sıcaklıkla çözünürlüğü azalan ve basınçla artan madde kesinlikle gazdır (X). Basınçtan etkilenmeyen ve sıcaklıkla çözünürlüğü artan (endotermik) madde ise katıdır (Y).
4. Dalgıçların vurgun yemesi olayı, insan sağlığı ile ilgili çok önemli bir konudur ve kimyasal prensiplerle açıklanır. Vurgun olayının temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Basıncın aniden düşmesi sonucu kanda çözünmüş azot gazının çözünürlüğünün azalarak baloncuk oluşturması
- B) Derinlere inildikçe suyun sıcaklığının düşmesi nedeniyle oksijenin kanda aşırı çözünmesi
- C) Su altında basıncın artmasıyla katı maddelerin damarlarda çökelmesi
- D) Yüzeye çıkıldıkça suyun ısınmasının kandaki gazları tepkimeye sokması
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Basıncın aniden düşmesi sonucu kanda çözünmüş azot gazının çözünürlüğünün azalarak baloncuk oluşturması
Vurgun olayı, dalgıç yüzeye hızla çıkarken dış basıncın aniden düşmesi ve buna bağlı olarak kanda yüksek basınçla çözünmüş azot gazının çözünürlüğünün aniden azalıp damarlarda gaz kabarcıkları oluşturmasıdır.
5. Bir öğretmen, çözünürlük konusunu işlerken öğrencilerinden kanıtlar toplayarak çıkarımlar yapmalarını istiyor. Öğrencilerin sunduğu; I. Bütün katıların sudaki çözünürlüğü sıcaklık arttıkça daima artar. II. Bütün gazların sudaki çözünürlüğü dış basınç arttıkça artar. III. Gazların çözünme süreci ekzotermiktir, yani çözünürken dışarıya ısı verirler. çıkarımlarından hangileri bilimsel olarak kesinlikle doğrudur?
- A) Yalnız I
- B) I ve II
- C) II ve III
- D) I, II ve III
Cevabı göster
Doğru cevap: C) II ve III
Gazların çözünürlüğü daima basınçla artar (II) ve daima ekzotermiktir (III). Ancak katıların çözünürlüğü GENELLİKLE sıcaklıkla artar; seryum sülfat gibi bazı katıların çözünürlüğü sıcaklıkla azalabilir (ekzotermiktir). Bu nedenle I. öncül kesin doğru değildir.