11. Sınıf Kimya · Ünite 2
Suda Az Çözünen Tuzlar: Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler
Le Chatelier ilkesi ışığında, sıcaklık ve ortak iyonun suda az çözünen tuzların çözünürlüğüne etkilerini inceliyoruz.
Kazanım KİM.11.2.14 · 40 dk okuma
Giriş: Çözünürlüğün Sınırları
Günlük hayatta mağaralardaki devasa sarkıt ve dikitlerin, hatta Pamukkale travertenlerinin nasıl oluştuğunu hiç düşündünüz mü? Hepsinin temelinde suda az çözünen tuzların çökelme ve çözünme dengeleri yatar. Bu dersimizde, bu hassas dengeyi değiştiren iki önemli aktörü inceleyeceğiz: Sıcaklık ve Ortak İyon.
Le Chatelier İlkesi ve Denge
Çözünürlük dengesindeki bir sisteme dışarıdan bir etki yapıldığında, sistem bu etkiyi azaltacak yönde tepki verir. Fransız kimyager Henry Le Chatelier tarafından ortaya konan bu ilke, sıcaklık ve derişim değişimlerinin çözünürlüğe etkisini anlamamızda en büyük rehberimizdir.
1. Sıcaklığın Çözünürlüğe Etkisi
Katıların suda çözünmesi genellikle endotermiktir (ısı alan). Yani sıcaklık arttıkça çözünürlükleri de artar. Endotermik çözünen bir tuzun denklemi şöyledir:
Le Chatelier ilkesine göre, bu sisteme ısı verdiğimizde (sıcaklığı artırdığımızda) sistem ısıyı harcamak için ürünler yönüne (sağa) kayar. Daha çok katı çözünür ve iyon derişimi artar. Ekzotermik (ısı veren) çözünmelerde ise tam tersi geçerlidir; sıcaklık artışı dengeyi girenler yönüne kaydırır ve çözünürlük azalır.
2. Ortak İyon Etkisi
Saf suda çözünmeye çalışan bir tuzun işi nispeten kolaydır. Ancak çözeltide zaten tuzun iyonlarından biri varsa, çözünürlük ciddi şekilde düşer. Buna ortak iyon etkisi diyoruz.
Örneğin, AgCl tuzunu saf su yerine NaCl çözeltisinde çözmeye çalışırsak, ortamda zaten Cl- iyonları bulunduğu için denge girenler (katı) yönüne kayar. Sistem, 'Zaten yeterince klor var, daha fazla çözünmene gerek yok' der gibi davranır. Eklenen ortak iyon, çözünürlüğü azaltır.
Özet
Çözünürlük dengesi hassas bir terazidir. Sıcaklık değişimi terazinin dengesini bozar ve Kçç değerini yeniden tanımlar. Ortak iyon ise Kçç değerini değiştirmeden sadece çözünebilen madde miktarını sınırlandırır.
Suda Az Çözünen Tuzlar: Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler: Alıştırma Soruları
1. Sıcaklık değişimi suda az çözünen bir tuzun çözünürlük çarpımı (Kçç) değerini nasıl etkiler?
- A) Sadece endotermik çözünmelerde Kçç değerini değiştirir.
- B) Kçç değerini değiştirebilen tek faktör sıcaklıktır.
- C) Kçç değeri sıcaklıktan bağımsızdır, hiçbir zaman değişmez.
- D) Ortak iyon eklendiğinde de sıcaklık gibi Kçç değeri değişir.
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Kçç değerini değiştirebilen tek faktör sıcaklıktır.
Suda az çözünen tuzların denge sabiti olan Kçç değerini etkileyen tek faktör sıcaklıktır. Ortak iyon veya basınç Kçç'yi değiştirmez.
2. AgI tuzunun aşağıdaki sıvıların hangisinde çözünürlüğünün en az olması beklenir?
- A) Saf su
- B) 0.1 M NaI çözeltisi
- C) 0.5 M NaI çözeltisi
- D) 0.1 M AgNO3 çözeltisi
Cevabı göster
Doğru cevap: C) 0.5 M NaI çözeltisi
Ortak iyon derişimi ne kadar fazla ise çözünürlük o kadar az olur. 0.5 M NaI çözeltisinde ortak iyon olan I- derişimi en yüksektir.
3. Bir X2Y tuzunun sudaki çözünme denklemi 'X2Y(k) = 2X+(suda) + Y2-(suda) + Isı' şeklindedir. Buna göre sıcaklık artırılırsa aşağıdakilerden hangisi yanlış olur?
- A) Çözünürlük azalır.
- B) Kçç değeri küçülür.
- C) Dipteki katı kütlesi azalır.
- D) Denge girenler yönüne kayar.
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Dipteki katı kütlesi azalır.
Tuzun çözünmesi ekzotermiktir (ısı veren). Sıcaklık artırılırsa Le Chatelier ilkesine göre denge girenler (sol) yönüne kayar. Bu durumda çökelme olur ve dipteki katı kütlesi artar, azalmaz.
4. PbSO4 tuzunun saf sudaki çözünürlüğü s1, 0.1 M Na2SO4 çözeltisindeki çözünürlüğü s2 ve 0.1 M Pb(NO3)2 çözeltisindeki çözünürlüğü s3'tür. Buna göre çözünürlüklerin sıralaması nasıldır?
- A) s1 > s2 = s3
- B) s1 > s2 > s3
- C) s2 = s3 > s1
- D) s3 > s2 > s1
Cevabı göster
Doğru cevap: A) s1 > s2 = s3
Saf suda ortak iyon olmadığı için çözünürlük (s1) en büyüktür. İkinci çözeltide 0.1 M SO4, üçüncü çözeltide 0.1 M Pb ortak iyonu vardır. İki durumda da ortak iyon derişimleri eşit (0.1 M) olduğundan s2 ve s3 birbirine eşittir.
5. AgCl tuzunun 25 derecede Kçç değeri 1.0 x 10^-10'dur. Bu tuzun aynı sıcaklıkta 0.01 M NaCl çözeltisindeki molar çözünürlüğü kaç molar olur?
- A) 1.0 x 10^-5
- B) 1.0 x 10^-8
- C) 1.0 x 10^-10
- D) 1.0 x 10^-12
Cevabı göster
Doğru cevap: B) 1.0 x 10^-8
NaCl'den gelen ortak Cl- iyonu derişimi 0.01 M'dir (10^-2). Kçç = [Ag+] x [Cl-]. 10^-10 = (s) x (10^-2) işleminden çözünürlük (s) = 10^-8 M olarak bulunur.