4895818 Kmya 11 3 Bolum Cozunurluk Denges

ORTAÖĞRETİM KİMYA 11 3. BÖLÜM: ÇÖZÜNÜRLÜK DENGESİ

ÇÖZÜNÜRLÜK DENGESİ • Suda az çözünen tuzların sudaki çözünmeleri bir denge olayıdır. Örneğin bir miktar suya yavaş yavaş AgCl tuzu ilave edilirse önce ilave edilen tuz suda çözünür, çözelti doygunluğa ulaştıktan sonra ise tuz çökmeye başlar. Çözelti doygunluğa ulaştıktan sonra kapta yine iyonlaşma vardır.

• Ancak ne kadar tuz iyonlaşıyorsa, o kadar tuz çökmektedir. Yani birim zamanda tuzun iyonlaşma ve çökme miktarı birbirine eşit olacaktır. Bu eşitliğin olduğu durum çözeltide çözünme–çökelme dengesinin kurulmasını ifade eder. Denge durumunda çözeltinin konsantrasyonu değişmez. • Olayın denge denklemi; AgCl(k) ↔ Ag+(suda) + Cl–(suda) şeklindedir.

• Olayın denge bağıntısı denklemi ise; Kç = [Ag+] [Cl–] şeklindedir. • AgCl katı olduğu için denge bağıntısına alınmaz. • Buradaki denge sabitine (Kç) çözünürlük çarpımı denir. Kç ’deki ç harfi çözünmeyi anlatmak için kullanılır.

ÇÖZÜNÜRLÜK • Belirli sıcaklıkta 1 litre çözeltide çözünebilen maddenin (çözünen maksimum maddenin) mol sayısıdır. Diğer bir ifade ile doygun çözeltinin molar derişimidir. • Çözünme hızı zamanla azalırken, çökme hızı artmaktadır. Çözünme ve çökelme hızlarının eşit olduğu anda denge kurulmuştur.

ÇÖZÜNÜRLÜK ÇARPIMI (Kç) • Doygun çözeltideki iyonların derişimleri çarpımıdır. • Çözünürlük çarpımı bir denge sabiti olduğundan yalnız sıcaklığa bağlı olarak değişir. • Çözünürlük çarpımı verilen tuzların, çözünürlükleri karşılaştırılabilir.

• Çözünürlük çarpımı verilen bir tuzun çözünürlüğü bulunabilir. • Çözünürlüğü verilen tuzun çözünürlük çarpımı hesaplanabilir.

ÇÖZÜNÜRLÜĞE ORTAK İYON ETKİSİ • Suda az çözünen tuzlar, kendisiyle ortak iyon içeren çözeltilerde saf sudakine göre 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 ilave edilirse, Cl– iyonları derişimi artar, denge AgCl’nin çökmesi yönünde kayar, bir miktar AgCl çöker. • Bu durumda AgCl’nin çözünürlüğü saf suya göre azalmış olur.

DOYMUŞLUK, DOYMAMIŞLIK, ÇÖKELME • İki çözelti karıştırıldığında çözeltilerdeki iyonların birleşmesinden oluşan tuzlarla ilgili üç durum söz konusudur. • Bir çözeltideki, iyonların konsantrasyonları çarpımı çözünürlük çarpımından küçük ise çözelti doymamıştır. Doygunluğa ulaşıncaya kadar daha tuz çözebilir.

• İyonların konsantrasyonları çarpımı çözünürlük çarpımına eşit ise çözelti doymuştur. Artık aynı tuzdan daha çözemez. • İyonların konsantrasyonları çarpımı çözünürlük çarpımından büyükse çözelti doygunluk sınırını aşmıştır, dengeye gelinceye kadar çökelme gözlenir.

• Çözünürlük çarpımı (Kç) ve iyonların konsantrasyonları çarpımı (Ki) olmak üzere aşağıdaki şekilde ifade edebiliriz. • Kç > Ki

Doymamıştır, çökme olmaz.

• Kç = Ki

Doymuştur, çökme olmaz.

• Kç < Ki

Doymuştur, çökme olur.

ÇÖZELTİLERİN KARIŞTIRILMASINDAN SONRAKİ İYON MOLARİTELERİNİN HESAPLANMASI • a) Tepkime yoksa • b) Tepkime varsa

• a) Çözeltilerin karıştırılmasından sonra şayet tepkime olmadıysa, çözeltilerin karıştırılmasından sonraki iyon molaritelerinin hesaplanması: Bir bileşik; 1A grubu katyonu, NO3- iyonu, NH4+ iyonu, H+ iyonu veya CH3COO- iyonu içeriyorsa böyle maddeler iyi çözünür. Bu iyonları ihtiva eden çözeltiler derişik bile olsalar karıştırıldıklarında şayet nötrleşme olmuyorsa, tepkime yok demektir. Karışımdan sonraki molar derişimler M1V1=M2V2 formülünden hesaplanır.

İki çözelti karıştırıldığında çözünürlüğü düşük olan bir bileşiğin (suda az çözünen bir bileşik, başka bir ifadeyle Kç’si olan bir bileşik) iyonları bir araya geldiğinde maddenin çözünürlük sınırı aşılmazsa çökme olmaz. Bu durum; çok seyreltik çözeltilerin karıştırılmasıyla mümkündür. İki seçenek olabilir. Birincisi: Kç > Ki Doymamıştır. Karışımdan sonraki 4 iyonun molar derişimleri de, yine M1V1=M2V2 formülünden hesaplanır.

• İkincisi: Çözeltiler karıştırıldığında Kç = Ki ise doymuş çözelti elde edilmiştir. Doygun çözelti, Kç’si olan (suda az çözünen) bileşiğin doygun çözeltisidir. Bu bileşiğin iki iyonunun molar derişimi, karekök Kç vb. formüllerden; diğer iki iyonun molar derişimi ise M1V1=M2V2 formülünden hesaplanır.

• b) Çözeltilerin karıştırılmasından sonra şayet tepkime oluyorsa, bu tepkime genelde aşağıdaki iki tepkimeden birisidir. 1- Nötrleşme tepkimesi (asit + baz) 2- Çökme tepkimesi: İki çözelti karıştırıldığında şayet Kç’si olan bir bileşik oluşuyorsa ve Kç < Ki ise çözünürlüğü düşük olan bir maddenin iyonları bir araya geldiğinden ve maddenin çözünürlük sınırı aşıldığından çökme olur.

• Burada da iki seçenek olabilir. Birincisi: Reaksiyonda arta kalan madde olmamıştır. Arta kalan olup olmadığı, denkleşmiş reaksiyon denklemine göre moller bulunarak anlaşılır. Çöken bileşiğin iki iyonunun molar derişimi, karekök Kç vb. formüllerden; diğer iki iyonun molar derişimi ise M1V1=M2V2 formülünden hesaplanır.

• İkincisi: Reaksiyonda arta kalan madde olmuştur. Çöken bileşiğin iki iyonundan birisinin molar derişimi M=n/V formülünden ihmal işlemi yapılarak bulunur. Diğeri ortak iyon formülünden yine ihmal işlemi de yapılarak bulunur. Diğer iki iyonun molar derişimi ise M1V1=M2V2 formülünden hesaplanır.

ÇÖZELTİLER ARASINDAKİ YER DEĞİŞTİRME REAKSİYONLARINDAN HANGİLERİ GERÇEKLEŞİR? • KCl + NaNO3 → Reaksiyon gerçekleşmez. • Gerçekleşen reaksiyonlarda ya ürünlerde suda çözünmeyen madde oluşmuştur, bu maddeye çökelek diyoruz. Veya gaz çıkışı olmuştur. Ya da ürünlerde su meydana gelmiştir.

SEÇİMLİ ÇÖKTÜRME • Çözelti içerisinde bulunan farklı derişimdeki birden fazla iyon, çözünürlüğü az olan tuz oluşturarak başka bir iyonla çöktürülebilir. Bu iyonlardan hangisi doygunluğa daha önce ulaşıyorsa, o iyon önce çökecektir. Doygunluğa ulaşan diğer iyonlarda sırasıyla çökelir. • Bu olayda bir çözelti içerisinde bulunan istenmeyen bir iyon çöktürülerek çözeltiden uzaklaştırılır.

ÇÖZÜNME VE İYONLAŞMA İLİŞKİSİ Çözünme yüzdesini zenginlik, iyonlaşmayı vermek kabul edersek; çözeltileri dört gruba ayırırız: 1. ÇOK ÇÖZÜNEN VE % 100 İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (ZENGİN, TAMAMINI VEREN) NaCl(k) + su → Na

+1 (suda)

-1 (suda)

+ Cl

2. AZ ÇÖZÜNEN VE % 100 İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (FAKİR, TAMAMINI VEREN): Bu grup, çözünürlük dengesi konusundaki bileşikler olup iyonlaşma denklemleri yanlış olarak çift yönlü okla gösterilir. Bunun nedeni çözünürlük hesaplamalarının denge mantığıyla yapılmasındandır. Aslında suda çözünmezler, bunlar kimyada az çözünen diye geçer. Çözünmeleri milyonda veya trilyonda birkaç mertebelerindedir. Ca(OH)2(k) + su ↔ Ca

+2

(suda)

+ 2(OH)

-1 (suda)

3. HER ORANDA ÇÖZÜNEN VE AZ İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (ZENGİN, AZINI VEREN) CH3COOH(s) ↔ CH3COO

-1

+H

(suda)

+1 (suda)

4. AZ ÇÖZÜNEN VE AZ İYONLAŞAN ÇÖZELTİLER (FAKİR, AZINI VEREN) NH3(g) + H2O(s) ↔ NH4

+1

(suda)

+ OH

-1 (suda)

YAŞAMIMIZDAKİ BAZI ÇÖZÜNÜRLÜK DENGE BİLEŞİKLERİ NEREDE BULUNDUĞU FORMÜLÜ DİŞ

CaF2

KEMİK

Ca3(PO4)2

MİDE PASTİLİ

Al(OH)3

AMELİYAT ALETLERİNİN İÇİNE DALDIRILDIĞI MADDE

BaSO4

SÖNMÜŞ KİREÇ

Ca(OH)2

YAŞAMIMIZDAKİ BAZI ÇÖZÜNÜRLÜK DENGE BİLEŞİKLERİNİN İYONLAŞMALARI CaF2(k) ↔ Ca

+2

(suda)

+ 2F

–1 (suda)

Ca3(PO4)2(k) ↔ 3Ca+2 (suda) + 2(PO4)-3 (suda) Al(OH)3(k) ↔ Al+3 (suda) + 3(OH)-1 (suda) BaSO4(k) ↔ Ba+2 (suda) + SO4

-2 (suda)