Question

Difficulty: HardÇözünme Süreci ve Tanecikler Arası Etkileşimler

Aşağıda verilen kimyasal madde çiftleri ile bu çiftlerin bir araya gelmesiyle oluşan karışımlardaki çözünme durumları ve etkin tanecikler arası etkileşim türü/açıklamalarını en uygun şekilde eşleştiriniz.

  • CH3OH(s)H2O(s)CH_3OH(s) - H_2O(s)Çözünen taneciklerinin su molekülleri tarafından sarılması (hidratasyon) ile çözünme gerçekleşir; tanecikler arasındaki en etkin zayıf etkileşim hidrojen bağıdır.
  • NaCl(k)H2O(s)NaCl(k) - H_2O(s)İyonik kristal yapının polar su molekülleri tarafından sarılması (hidratasyon) ile çözünme gerçekleşir; tanecikler arasındaki en etkin zayıf etkileşim iyon-dipol etkileşimidir.
  • I2(k)CS2(s)I_2(k) - CS_2(s)Apolar taneciklerin su dışındaki apolar bir çözücü tarafından sarılması (solvatasyon) ile çözünme gerçekleşir; tanecikler arasındaki en etkin zayıf etkileşim London (indüklenmiş dipol - indüklenmiş dipol) kuvvetleridir.
  • CH4(g)H2O(s)CH_4(g) - H_2O(s)Polar su molekülleri ile apolar moleküller arasında dipol-indüklenmiş dipol etkileşimi kurulur; 'benzer benzeri çözer' ilkesine göre bu maddelerin birbiri içinde çözünmesi beklenmez.

Answer

Metanol-su çifti su molekülleriyle hidrojen bağı kurarak hidratasyonla çözünür. Sodyum klorür-su çifti polar su molekülleriyle iyon-dipol etkileşimi kurarak hidratasyonla çözünür. İyot-karbon disülfür çifti apolar olduklarından London kuvvetleriyle solvatasyon gerçekleştirerek çözünür. Metan-su çifti arasında ise dipol-indüklenmiş dipol etkileşimi kurulur ve çözünme gerçekleşmez.
Çözünme olayında benzer yapıdaki maddelerin birbiri içerisinde çözünmesi beklenir. Metanol ve su polar olup hidrojen bağları vasıtasıyla hidratasyon oluşturarak çözünür. Sodyum klorür iyonik olup polar su molekülleriyle iyon-dipol bağları kurarak hidratasyonla çözünür. İyot ve karbon disülfür apolar olup London kuvvetleri ile solvatasyon gerçekleştirerek çözünür. Metan apolar ve su polar olduğundan aralarındaki etkileşim dipol-indüklenmiş dipol olup çözünme gerçekleşmez.

Step-by-Step Solution

1
Karışımdaki maddelerin molekül polarlıklarını ve kimyasal türlerini belirleme
Metanol (CH3OHCH_3OH) polar (hidrojen bağı yapabilir), su (H2OH_2O) polar (hidrojen bağı yapabilir), sodyum klorür (NaClNaCl) iyonik, iyot (I2I_2) apolar, karbon disülfür (CS2CS_2) apolar, metan (CH4CH_4) apolar yapıdadır.
Çözünme sürecini ve etkileşimleri belirlemek için ilk olarak maddelerin polar/apolar karakterleri ve bağ yapabilme yetenekleri incelenmelidir.
2
Çözünme olayının gerçekleşip gerçekleşmeyeceğini ve solvatasyon/hidratasyon ayrımını yapma
Çözücünün su olduğu durumlarda (CH3OHH2OCH_3OH-H_2O ve NaClH2ONaCl-H_2O) hidratasyon gerçekleşirken, su dışındaki çözücülerde (I2CS2I_2-CS_2) solvatasyon gerçekleşir. CH4CH_4 apolar, H2OH_2O polar olduğundan 'benzer benzeri çözer' ilkesine göre çözünme gerçekleşmez.
Çözücünün su olması durumuna hidratasyon, su dışındaki bir sıvı olması durumuna ise solvatasyon denir. Benzer yapıdaki maddeler birbirini çözer.
3
Tanecikler arası etkin zayıf etkileşim türlerini belirleme
Metanol-su arasında hidrojen bağı, sodyum klorür-su arasında iyon-dipol, iyot-karbon disülfür arasında London kuvvetleri (indüklenmiş dipol - indüklenmiş dipol), metan-su arasında ise dipol-indüklenmiş dipol etkileşimi kurulur.
Maddelerin polaritesine göre tanecikler arasında kurulan en etkin fiziksel etkileşim türü belirlenir.

Key Concept

Çözünme olayında 'benzer benzeri çözer' kuralı geçerlidir. Çözücünün su olması durumunda hidratasyon, başka bir çözücü olması durumunda solvatasyon gerçekleşir. Tanecikler arasındaki etkileşimlerin gücü çözünme davranışını belirler.
Rate this question