Kimya I · 4. Ünite: Sulu Çözelti Tepkimeleri
Çözelti Derişimleri (Molarite)
Bir çözeltideki tepkimeyi nicel olarak çözebilmek için çözünenin ne kadar bulunduğunu bilmek gerekir. Derişim (concentration), birim çözelti ya da çözücü başına çözünen miktarıdır ve kimyada en yaygın kullanılan birimi molarite (molarity, mol/L) birimidir. Bu konuda molariteyi tanımlayacak, katıdan ve derişik stoktan çözelti hazırlamayı, seyreltmeyi ($M_1V_1 = M_2V_2$), çözeltileri karıştırmayı, iyon derişimlerini ve çözeltideki stokiyometriyi öğreneceksin. Ayrıca kütle yüzdesi, ppm, molalite ve mol kesri ile ilişkisini ve molaritenin sıcaklığa bağlılığını görüp doğru laboratuvar yöntemini tartışacaksın.
Öğrenme hedefleri
- Molariteyi $M = n/V$ ile tanımlar; kütle ve molar kütleden mol sayısını bulup verilen hacim için molariteyi hesaplar.
- Belirli hacim ve derişimde çözelti hazırlamak için gereken katı kütlesini hesaplar ve balon joje ile hazırlama adımlarını açıklar.
- Seyreltme ve derişim değişimlerinde (su ekleme, buharlaştırma) çözünen mol sayısının korunumunu $M_1V_1 = M_2V_2$ ile kullanır.
- Farklı derişimli çözeltilerin karışımının molaritesini mol sayılarını toplayarak bulur; iyonik tuzlarda her iyonun derişimini hesaplar.
- Yoğunluk ve kütle yüzdesi verilen derişik bir çözeltinin molaritesini hesaplar; ppm, molalite ve mol kesriyle ilişkilendirir.
- Çözeltideki tepkimelerde (çökelme, nötralleşme) derişim ve hacimden stokiyometrik hesap yapar ve sonuçların birimlerini kontrol eder.
Konu anlatımı
1. Bağlam: Derişim Neden Önemlidir?
2. Molarite Hesabı ve Çözelti Hazırlama
3. Seyreltme ve Karıştırma
4. İyon Derişimleri ve Çözeltide Stokiyometri
5. Derişik Çözeltiler ve Diğer Derişim Birimleri
6. Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları
Anahtar terimler
- Molarite (molarity)
- Çözelti hacminin litresi başına çözünen mol sayısı (mol/L).
- Seyreltme (dilution)
- Çözeltiye çözücü eklenerek derişimin düşürülmesi; çözünen mol sayısı sabit kalır.
- Stok çözelti (stock solution)
- Seyreltilerek daha düşük derişimli çözeltiler hazırlanan derişik çözelti.
- Balon joje (volumetric flask)
- Belirli bir hacimde çözelti hazırlamak için kullanılan, işaret çizgili kalibreli cam kap.
- Kütle yüzdesi
- Çözünen kütlesinin çözelti kütlesine oranının yüzde olarak ifadesi.
- ppm (parts per million)
- Milyonda bir kısım; seyreltik sulu çözeltide yaklaşık mg/L.
- Molalite (molality)
- Çözücünün kilogramı başına çözünen mol sayısı; sıcaklıktan bağımsızdır.
- Mol kesri
- Bir bileşenin mol sayısının toplam mol sayısına oranı.
Örnek soru
$11{,}70\,\text{g}$ $\text{NaCl}$ ($58{,}44\,\text{g/mol}$) suda çözülüp hacim $250{,}0\,\text{mL}$'ye tamamlanıyor. Çözeltinin molaritesi kaç mol/L'dir?
- $0{,}0801$
- $0{,}200$
- $0{,}468$
- $1{,}60$
- $0{,}801$
Doğru cevap: E
Çözüm
1. $n = m/M_A = 11{,}70/58{,}44 = 0{,}2002\,\text{mol}$.
2. $V = 250{,}0\,\text{mL} = 0{,}2500\,\text{L}$.
3. $M = n/V = 0{,}2002/0{,}2500 = \mathbf{0{,}801\,M}$.
Çeldiriciler: $0{,}200$ hacme bölmeyi unutmaktır (yalnızca mol sayısı), $0{,}0801$ ve $0{,}468$ ondalık/birim kayması hatalarıdır, $1{,}60$ ise mol sayısını iki katına çıkarmaktır.