ÇÖZELTİ ÇEŞİTLERİ

Katı-katı çözeltilerine örnek olarak metal alaşımları verilebilir.Alaşımlarda metal,metal içinde homaojen olarak dağılır.

Gaz-gaz çözeltilerine örnek olarak hava verilebilir.Hava içinde azot,oksijen ve diğer gazlar homojen şekilde karışmışlardır.

Sıvı-sıvı çözeltilerine örnek olarak alkol ile su karışımı verilebilir.Bu iki sıvı her oranda homojen olarak karışabilir.

Gaz-sıvı çözeltilerine içinde karbondioksit çözünmüş gazoz gibi içecekler örnek olarak verilebilir.

Katı-sıvı çözeltilerine de su içinde homojen şekilde dağılan tuz ve şekerin meydana getirdiği tuzlu su veya şekerli su örnek olarak verilebilir.

• Çözeltiler; çözünen maddenin miktarına göre ikiye ayrılırlar.
  
  A-)Derişik çözeltiler:Çözeni az,çözüneni fazla olançözeltilerdir.
  
  B-)Seyreltik çözeltiler:Çözeni fazla,çözüneni az olan çözeltilerdir.
  
  
  
• Çözeltiler yine çözünen madde miktarına göre başka bir şekilde de şöyle sınıflandırılır.
  
  A-)Doymuş çözelti:Belli bir sıcaklıkta içinde çözebileceği kadar çözünen madde bulunan çözeltilerdir.
  
  B-)Doymamış çözelti:İçinde çözebileceğindendaha az miktarda çözünen madde bulunan çözeltilerdir.
  
  C-)Aşırı doymuş çözelti:İçinde çözebileceğinden daha fazla çözünen madde bulunan çözeltidir.Aşırı doymuş çözeltiler kararsızdır.Zamanla aşırı miktar çöker ve çözelti doymuş hale gelir.
  
  NOT:Çözeltilerde; çözünen miktarı arttıkça çözeltinin kaynama noktası yükselir, donma noktası düşer.

• Çözeltiler elektrik akımı iletkenliklerine göre ikiye ayrılırlar.

    a)Elektrolit Çözeltiler: Sulu çözeltileri elektrik akımını iletiyorsa bu tip çözeltilere elektrolit çözeltiler denir.

        NaCl(k)          ==>>                 Na

    b)Elektrolit Olmayan Çözeltiler: Sulu çözeltileri elektrik akımını iletmiyorsa bu tip çözeltilere elektrolit olmayan çözeltiler denir.

ÇÖZÜNME OLAYI

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. 

Molekül Halinde Çözünme

Molekül yapılı maddelerin bir çoğu suda çözünmezler. çözünebilenlerin çoğu moleküller halinde çözünürler.+ ve – iyonlar içermediğinden çözelti elektriği iletmez.Organik maddelerden alkoller,şekerler suda molekül olarak çözünürler. O₂ ,H_2, N₂ gibi bazı gazlar suda moleküller halinde çözünür.

C₂ H₅OH_(s)  C₂ H₅OH_(suda)

Çözünürlükleri Asidik, Bazik ve nötr çözeltiler olarak ta sınıflandırmak mümkündür.

Asidik Çözeltiler: Suda çözündükleri zaman sudaki H iyonların derişimini artıran maddelere asit denir. Bu maddelerin sulu çözeltilerine de asitik çözelti denir. Bazı maddeler yapılarındaki Hiyonunu suya verirler bazılarda suyu parçalayarak H iyonu verirler.

Bazik Çözeltiler: Suda çözündükleri zaman sudaki OH iyonlarının  derişimini arttıran maddelere baz , çözeltilerine de bazik çözelti denir.

Nötr Çözeltiler: çözelti içinde H ve OH iyonları derişimi , saf sudaki H ve OH iyonları derişimine eşit ise bu çözeltilere denir.

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,  (bilgi yelpazesi.net) 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. 

ÇÖZELTİLERİN ÖZELLİKLERİ:

Çözeltilerin kaynama noktası,donma noktası ,buhar basıncı iletkenliği gibi özellikleri derişime bağlı olarak saf çözücüsünden farklılık gösterir.

Kaynama Noktası: Bir sıvının buharının yaptığı ,basıncın dış basınca eşit olduğu andaki sıcaklığa o sıvının kaynama noktası denir.Saf suyun 1atm basınç altındaki kaynama noktası 100C ‘dir. Saf suda bir madde çözündüğünde ,çözünen maddenin cinsine ve çözünen miktarına göre suyun kaynama noktası değişir.

Katı sıvı çözeltilerinde, çözeltinin kaynamaya başlama sıcaklığı saf sıvının kaynama noktasından yüksektir. Çözünene ait iyon ya da molekül derişimi artıkça kaynama sıcaklığı yükselir.tuzlu suyun kaynama noktası 100C üzerindedir.tuz oranı artıkça kaynamaya başlama sıcaklığı artar.

Saf maddelerin kaynama noktası, kaynama süresince sabit kaldığı halde ,çözeltilerin kaynama noktaları sabit değildir. Kaynama süresince çözücü buharlaşarak derişimi artığından kaynama noktası yükselir. Ancak çözelti doymuş hale gelince artık kaynama noktası artmaz.

Kaynama noktası yükselmesi 1000g suda çözünmüş maddenin iyon yada molekül sayısına bağlıdır. Derişim birimi olarak mol\kg su alındığında Molalite (m) adı verilir.

Kaynama noktası yükselmesi  ∆t=kmn  formülü ile hesaplanır. Sulu çözeltilerde k=0,52 alınır.m= molalite olduğundan 1litre suda çözünen maddenin mol sayısı arttıkça delta t büyür. İyonlaşan maddelerde iyon sayısına bağlı olarak kaynama noktası farkı delta t artar. N sayısı, maddenin çözündüğünde çözeltiye verdiği iyon yada molekül sayısıdır. (seyreltik çözeltilerde molalite,molariteye eşit alınabilir.)

Donma noktası: Çözeltilerin Donma noktasıda , kaynama noktasından olduğu gibi saf çözücünün donma noktasından farklıdır. İyon yada tanecik derişimi arttıkça donma noktası düşer. Derişim molalite alındığında donma noktası alçalması ,saf suyun Donma noktasına göre delta t farkını hesaplamak için ∆t=-1,86mn formülü kullanılır. 1 litre suda 1 mol şeker çözündüğünde çözelti -1,86C ‘ta donmaya başlar. Tuzlu suyun donmaya başlama sıcaklığı saf suyun donma sıcaklığından düşüktür. Çözeltilerde iyon yada molekül drişimi arttıkça saf çözücünün donma noktası düşer.

Buhar Basıncı: Kapalı bir kaba, sabit sıcaklıkta bir miktar sıvı koyduğumuzu düşünelim. Sıvı moleküllerinin her birinin enerjisi aynı değildir. Çünkü sıvı molekülerlide gaz molekülleri gibi her yana doğru gelişi güzel hareket ederler. Bu hareketler sonucu , bazı moleküllerin hızı ve kinetik enerjisi artarken , bazılarınınki azalır. Sıvı moleküllerinin sayısına karşı ,kinetik enerjisini gösteren grafik aşağıda verilmiştir.

Grafikteki taralı alanda bulunan yüksek enerjili moleküllerden sıvı yüzeyine dik doğrultuda hareket edenler moleküller arası çekim kuvvetlerini yenecek olursa sıvı yüzeyini terk edip buhar fazına geçer. Yani kapta buharlaşma başlar. Zamanla buhar fazındaki molekül sayısı artar.artan sayıdaki buhar molekülleri de her yöne doğru gelişigüzel hareket ederler. Bu moleküllerden sıvı yüzeyine çarpanlar ,yeniden sıvıya geri dönerler.

Öyle bir an gelirki , birim zamanda sıvıdan buhara geçen moleküllerin sayısı ,geri dönen moleküllerin sayısına eşit olur.

X _(s)  X_(g)

(TH _BUHARLAŞMA = TH _YOĞUNLAŞMA ))

Yani kapta denge kurulur.

İşte denge kurulduğu anda buharın, kabın çeperine çarpmasıyla oluşan basınca buhar basıncı denir. Bir sıvının buhar basıncı, o sıvının moleküler arası çekim kuvvetinin ölçüsüdür.

Moleküler arası çekim kuvvetleri zayıf olan sıvıların, buhar basınçları yüksektir. Örneğin: kapalı kapta bir miktar su ve eter düşünelim.

Eterin, moleküler arası çekim kuvvetleri, suyunkinden düşüktür. Bu yüzden Eterin buhar basıncı, aynı sıcaklıkta, suyun buhar basıncından yüksektir.

Bir sıvının buhar basıncı denge basıncı olduğundan sıvının miktarına bağlı değildir.

Bir sıvını buhar basıncı sadece sıcaklığa bağlıdır.

Her sıvının her sıcaklıkta dengede olduğu bir buharı vardır. Buna göre kaptaki basınç sıvının bu sıcaklıktaki buhar basıncı ile havanın basıncının toplamına eşittir.

Bir sıvının hangi basınç ve sıcaklık değerinde hangi halde olduğunu gösteren diyaframlara 3 lü diyafram veya faz diyaframı denir.

Suyun üçlü diyaframı yukarıda verilmiştir..

Su 1. bölgede katı 2. bölgede sıvı 3. bölgede ise buhar halindedir.

O noktasında ,maddenin her üç Halide dengededir.

Bu noktaya üçlü nokta adı verilir. Bu noktanın sıcaklığı 0,01C ,basıncı ise 4,58 mm Hg’dir.

OA eğrisi katı-buhar denge eğrisi yani süblünleşme eğrisidir.

OB eğrisi katı-sıvı denge eğrisi yani donma eğrisidir.

OC eğrisi ise sıvı –buhar denge eğrisi yani kaynama eğrisidir.

Dış basınç arttıkça ,kaynama sıcaklığı artarken ,donma sıcaklığı azalır..

Çözeltilerin buhar basınçları ise , saf suyun buhar basıncından aynı sıcaklıktan daha düşüktür. Çünkü çözeltilerde ,moleküler arası uzaklıklar daha az (bilgi yelpazesi.net) olacağından,moleküler arası çekim kuvveti daha fazladır.çözeltilerde çözünen madde miktarı arttıkça ,buhar basıncı azalır.

Çözeltilerin buhar basınçları aynı sıcaklıkta sudakinden düşük olacağından çözeltilerin üçlü diyaframı aşağıdaki gibi olur..

Çözeltilerin buhar basıncının suyun buhar basıncından ∆p kadar düşük olması :

1)     çözeltinin kaynama sıcaklığının (Tk), suyun kaynama sıcaklığından (100), ∆Tk kadar yüksek olmasına.

2))     çözeltinin donma sıcaklığının (Td) suyun donma sıcaklığından (0), ∆Td kadar düşük olmasına neden olur.

Buna göre çözeltinin kaynama noktası:  Tk=100+∆Tk

Çözeltinin donma noktası ise:    Td=0+∆Td

∆Td ve ∆Tk değerleri,

1) Çözücünün cinsine

2) çözünenin molal derişimine

3) çözünenin iyon sayısına bağlıdır.

Çözünenin molalitesi ve iyon sayısı artıkça kaynama sıcaklığı artarken donma, sıcaklığı azalır.

Çözünürlük: Birim hacimdeki çözücüyü belli bir sıcaklıkta doyuran çözünmüş madde miktarıdır. Sulu çözeltiler için, 100cm³ Suda belli bir sıcaklıkta çözünebilen maksimum madde miktarına maksimum çözünürlük denir.  t C sıcaklıkta hazırlanan X’in doymuş çözeltisi daha fazla X çözemediğine göre , X ‘in çözünen kütlesi , o sıcaklıktaki çözünürlüğü verir. Katıların sıvılardaki çözünürlüğü bazı etkenlere bağlıdır.

helal

afferin güzel :D