Sıvı Çözeltiler ve Çözünürlük Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Aşağıdaki kaplarda, $25^\circ\text{C}$ sıcaklıkta sulu çözeltileriyle dengede olan maddeler bulunmaktadır.

* 1. Kap: Sabit hacimli kapalı bir kapta, dibinde katısı olan sulu $X$ çözeltisi ( $X$ iyonik bir katıdır).
* 2. Kap: Sürtünmesiz hareketli pistonlu kapalı bir kapta, üzerinde kendi gazı olan sulu $Y$ çözeltisi ( $Y$ bir gazdır).

Sıcaklık artırıldığında 1. kaptaki çözeltinin elektrik iletkenliğinin arttığı, 2. kaptaki çözeltide ise gaz kabarcıklarının oluşarak çözeltiden ayrıldığı gözlenmektedir.

Buna göre, bu sistemlerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

X

katısının suda çözünmesi ekzotermik,

Y

gazının suda çözünmesi ise endotermiktir.

2. kaptaki piston sabit sıcaklıkta aşağı itilerek sabitlenirse,

Y

gaz��nın sudaki çözünürlüğü artar.

1. kaba aynı sıcaklıkta bir miktar saf su eklendiğinde,

X

katısının sudaki çözünürlüğü artar.

2. kaba aynı sıcaklıkta helyum (

He

) gazı eklendiğinde,

Y

gazının sudaki çözünürlüğü artar.

1. kaptaki sistemin basıncı artırıldığında,

X

katısının sudaki çözünürlüğü artar.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2. kaptaki piston sabit sıcaklıkta aşağı itilerek sabitlenirse, $Y$ gaz��nın sudaki çözünürlüğü artar.

Cevap

İkinci kaptaki piston sabit sıcaklıkta aşağı itilerek sabitlenirse, gazın kısmi basıncı artacağından sudaki çözünürlüğü artar.

İkinci kaptaki sürtünmesiz piston aşağı itilerek sabitlendiğinde kabın hacmi küçülür, bu da çözeltinin üzerindeki gazın kısmi basıncını artırır. Henry Yasası uyarınca, bir gazın çözünürlüğü üzerindeki kısmi basıncıyla doğru orantılı olduğundan gazın çözünürlüğü artar.

Adım Adım Çözüm

1

Sıcaklık değişimlerinin çözünürlüğe etkisini analiz etmek.

Birinci kapta sıcaklık artışıyla iletkenliğin artması daha fazla iyon çözündüğünü gösterir, yani

X

katısının çözünmesi endotermiktir. İkinci kapta sıcaklık artışıyla gaz kabarcıklarının oluşması çözünürlüğün azaldığını gösterir, yani

Y

gazının çözünmesi ekzotermiktir.

Sıcaklığın çözünürlüğe etkisinden çözünme entalpilerinin işaretini belirlemek.

2

Basınç değişimlerinin çözünürlüğe etkisini incelemek.

Katıların çözünürlüğü basınçtan etkilenmez. Gazların çözünürlüğü ise gazın kısmi basıncıyla doğru orantılıdır. Sürtünmesiz pistonlu kapta piston aşağı itilerek hacim azaltıldığında gazın kısmi basıncı artar ve çözünürlüğü de artar.

Basınç değişiminin katı ve gaz çözünürlükleri üzerindeki farklı etkilerini uygulamak.

3

Seçenekleri değerlendirip doğru olanı belirlemek.

Pistonun aşağı itilmesiyle gaz çözünürlüğünün artacağını belirten seçeneğin doğru olduğu doğrulanır.

Soru kökünde istenen doğru yargıyı seçmek.

Anahtar Kavram

Çözünürlüğe sıcaklık ve basınç etkisinin katı ve gaz fazındaki maddeler için farklılık göstermesi, gazların çözünürlüğünün kısmi basınçla doğru, sıcaklıkla ters orantılı olması.

Soru 2Soru →

$1\text{ atm}$ dış basınçta hazırlanan aşağıdaki sulu çözeltilerin aynı ortamdaki kaynama noktalarını en düşükten en yükseğe doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Çözeltilerin kaynama noktaları en düşükten en yükseğe sırasıyla: 1 kg saf suda 1 mol glikoz çözeltisi, 1 kg saf suda 1 mol sodyum klorür çözeltisi, 1 kg saf suda 1 mol kalsiyum klorür çözeltisi şeklindedir.

Çözünen maddelerin mol sayıları ve çözücü kütleleri eşit olduğundan başlangıç molaliteleri

1\text{ m}

'dir. Ancak kaynama noktası yükselmesi toplam tanecik derişimiyle belirlenir. Glikoz moleküler çözünerek

1\text{ m}

tanecik verirken, NaCl suya 2 iyon vererek

2\text{ m}

iyon,

CaCl_2

ise suya 3 iyon vererek

3\text{ m}

iyon oluşturur. Toplam tanecik derişimi arttıkça kaynama noktası yükselmesi artacağından, kaynama noktaları glikoz < NaCl <

CaCl_2

şeklinde sıralanır.

Adım Adım Çözüm

1

Her bir çözeltideki çözünen maddelerin iyonlaşma durumunu belirleyin.

Glikoz moleküler çözünür (tanecik sayısı = 1). NaCl iki iyonlu (

Na^+

ve

Cl^-

) çözünür (tanecik sayısı = 2).

CaCl_2

üç iyonlu (

Ca^{2+}

ve

2Cl^-

) çözünür (tanecik sayısı = 3).

Kaynama noktası yükselmesi ç��zeltideki toplam tanecik derişimi ile doğrudan ilişkilidir.

2

Çözeltilerin toplam tanecik molalitelerini hesaplayın.

Glikoz çözeltisi için

1 \text{ m} \times 1 = 1 \text{ m}

tanecik; NaCl çözeltisi için

1 \text{ m} \times 2 = 2 \text{ m}

tanecik;

CaCl_2

çözeltisi için

1 \text{ m} \times 3 = 3 \text{ m}

tanecik oluşur.

Çözünen mol sayısı ve çözücü kütlesi tüm çözeltilerde aynı (

1 \text{ mol} / 1 \text{ kg} = 1 \text{ m}

) olduğundan, tanecik derişimi sadece tanecik sayısı (iyon sayısı) ile belirlenir.

3

Toplam tanecik derişimlerini karşılaştırarak kaynama noktalarını sıralayın.

Tanecik derişimi en az olan glikoz çözeltisinin kaynama noktası en düşük, en fazla olan

CaCl_2

çözeltisinin kaynama noktası en yüksektir. Sıralama glikoz < NaCl <

CaCl_2

şeklindedir.

Kaynama noktası yükselme miktarı (

\Delta T_k

), çözeltideki toplam tanecik molal derişimi ile doğru orantılıdır.

Anahtar Kavram

Kaynama noktası yükselmesi (ebüliyoskopi), çözeltideki toplam tanecik derişimi ile doğru orantılıdır. Çözünen maddelerin iyonlaşma özellikleri toplam tanecik derişimini belirlemede kritik öneme sahiptir.

Soru 3Soru →

Kütlece $\%20$ ’lik bir şeker çözeltisi hazırlamak isteyen bir öğrenci, $80$ gram şeker kullanmaktadır. Buna göre, bu çözeltiyi hazırlamak için kullanılması gereken saf su kütlesi kaç gramdır?

80

160

320

400

480

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $320$

Cevap

Çözeltiyi hazırlamak için kullanılması gereken saf su kütlesi 320 gramdır.

Kütlece %20'lik şeker çözeltisi hazırlamak için 80 gram şeker kullanıldığında, toplam çözelti kütlesi 400 gram olur. Bu toplam kütleden çözünen şeker kütlesi çıkarıldığında, kullanılması gereken saf su kütlesi 320 gram olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Kütlece yüzde derişim formülü yazılır.

\text{Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{m_{\text{çözünen}}}{m_{\text{çözelti}}} \times 100

Çözünen şeker kütlesi ile toplam çözelti kütlesi arasındaki ilişkiyi kurmak.

2

Verilen değerler formülde yerine konularak toplam çözelti kütlesi hesaplanır.

20 = \frac{80}{m_{\text{çözelti}}} \times 100 \implies m_{\text{çözelti}} = 400 \text{ gram}

Şeker miktarından hareketle toplam karışım kütlesini bulmak.

3

Toplam çözelti kütlesinden şeker (çözünen) kütlesi çıkarılarak su (çözücü) kütlesi hesaplanır.

m_{\text{su}} = m_{\text{çözelti}} - m_{\text{şeker}} \implies m_{\text{su}} = 400 - 80 = 320 \text{ gram}

Çözeltiyi oluşturan bileşenlerin kütleleri toplamının toplam çözelti kütlesine eşit olması ilkesini uygulamak.

Anahtar Kavram

Kütlece yüzde derişim, çözeltideki çözünen kütlesinin toplam çözelti kütlesine oranının 100 ile çarpılmasıyla bulunur.

Alternatif Yöntem

Çözeltinin %20'si şeker ise, geriye kalan %80'i sudur. Buradan doğrudan oran-orantı kurulabilir: %20'lik kısım 80 gram şekere karşılık geliyorsa, %80'lik su kısmı kaç gramdır? Orantıdan: (80 * 80) / 20 = 320 gram su bulunur.

Tahmini Süre:1m 0s

Soru 4Soru →

Oda sıcaklığında $8\text{ g}$ $\text{NaOH}$ katısının tamamı saf suda çözülerek hacmi $500\text{ mL}$ olan sulu çözelti hazırlanıyor.

Buna göre, hazırlanan bu çözeltinin molar derişimi kaç $\text{mol/L}$ 'dir?
( $\text{NaOH} = 40\text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.4

Cevap

Hazırlanan çözeltinin molar derişimi

0,4\text{ mol/L}

'dir.

Çözünen

\text{NaOH}

maddesinin kütlesi (

8\text{ g}

) mol kütlesine (

40\text{ g/mol}

) bölünerek mol sayısı

0,2\text{ mol}

olarak hesaplanır. Çözeltinin toplam hacmi

500\text{ mL}

litrelik birime (

0,5\text{ L}

) çevrilir. Molarite formülünde (

M = n/V

) değerler yerine yazıldığında derişim

0,4\text{ mol/L}

olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

NaOH bileşiğinin mol sayısını bulmak

0,2\text{ mol}

Çözeltide çözünmüş olan maddenin mol miktarını hesaplamak için kütle mol kütlesine bölünür.

2

Çözelti hacmini litre birimine dönüştürmek

0,5\text{ L}

Molarite bağıntısındaki (

M = n/V

) hacim birimi litre olmak zorundadır.

3

Molar derişimi hesaplamak

0,4\text{ mol/L}

Çözünen maddenin mol sayısını çözelti hacmine bölerek birim hacimdeki derişimi hesaplamak.

Anahtar Kavram

Molarite (molar derişim), bir litre çözeltide çözünmüş olan maddenin mol sayısıdır ve

M = \frac{n}{V}

formülüyle hesaplanır.

Soru 5Soru →

Özkütlesi $1,2\text{ g/mL}$ olan kütlece \%49'luk sulu $\text{H}_2\text{SO}_4$ (sülfürik asit) çözeltisinin molar derişimi kaç $\text{M}$ 'dır?

( $\text{H}_2\text{SO}_4 = 98\text{ g/mol}$ )

0,6

5,0

6,0

9,8

60,0

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 6,0

Cevap

Çözeltinin molar derişimi

6,0\text{ M}

'dır.

Molarite, özkütle ve kütlece yüzde derişim arasındaki ilişkiyi belirten

M = \frac{10 \cdot d \cdot \%}{M_A}

formülünde verilen değerler yerine yazıldığında molar derişim

6,0\text{ M}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Molarite (

M

), özkütle (

d

), kütlece yüzde derişim (\%) ve mol kütlesi (

M_A

) arasındaki ilişkiyi veren formülü yazın.

M = \frac{10 \cdot d \cdot \%}{M_A}

Özkütlesi ve kütlece yüzdesi bilinen bir çözeltinin molar derişimini hesaplamak için bu standart formül kullanılır.

2

Soruda verilen değerleri (

d = 1,2\text{ g/mL}

,

\% = 49

,

M_A = 98\text{ g/mol}

) formülde yerine koyun.

M = \frac{10 \cdot 1,2 \cdot 49}{98}

Hesaplama aşamasına geçebilmek için değişkenlerin değerlerini yerleştirmek gerekir.

3

İşlemleri sadeleştirerek sonucu bulun.

M = \frac{12 \cdot 49}{98} = 12 \cdot 0,5 = 6,0\text{ M}

49

ile

98

sadeleştiğinde

0,5

elde edilir, bu değer

12

ile çarpıldığında

6,0

sonucuna ulaşılır.

Anahtar Kavram

Özkütle ve kütlece yüzde derişim değerlerinden yararlanarak sulu çözeltilerin molar derişimini hesaplama.

Soru 6Soru →

Kütlece $\%50$ 'lik ve yoğunluğu $1,96\text{ g/mL}$ olan $H_2SO_4$ sulu çözeltisinden $20\text{ mL}$ alınarak saf su ile hacmi $500\text{ mL}$ 'ye tamamlanıyor. Hazırlanan bu yeni çözeltinin $200\text{ mL}$ 'si alınarak, üzerine $0,2\text{ M}$ $300\text{ mL}$ $Ba(OH)_2$ sulu çözeltisi ekleniyor.

Oluşan karışımda $BaSO_4$ katısının tamamen çöktüğü kabul edildiğine göre, son karışımdaki $H^+$ iyonlarının molar derişimi kaç $\text{mol/L}$ olur?

(Karışma sırasında hacim kaybı olmadığını ve $BaSO_4$ katısının suda hiç çözünmediğini varsayınız. $H_2SO_4 = 98\text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.08

Cevap

Son karışımdaki

H^+

iyonlarının molar derişimi

0,08\text{ mol/L}

'dir.

Derişik sülfürik asidin molaritesi

M = \frac{10 \cdot d \cdot \%}{M_A}

formülünden

10\text{ M}

olarak bulunur. Seyreltme işlemi ile elde edilen

500\text{ mL}

'lik A çözeltisinin derişimi

0,4\text{ M}

olur. Bu çözeltinin

200\text{ mL}

'sinden

0,16\text{ mol}

H^+

iyonu gelir. Karıştırılan

300\text{ mL}

0,2\text{ M}

Ba(OH)_2

çözeltisinden ise

0,12\text{ mol}

OH^-

iyonu gelir. Asit ve bazın bire bir nötrleşme tepkimesi sonucu ortamda

0,04\text{ mol}

H^+

iyonu artar. Toplam hacim

0,5\text{ L}

olduğundan son durumdaki

H^+

iyon derişimi

\frac{0,04\text{ mol}}{0,5\text{ L}} = 0,08\text{ M}

olur.

Adım Adım Çözüm

1

Derişik

H_2SO_4

çözeltisinin başlangıç molaritesini hesaplamak

M_1 = 10\text{ M}

Yoğunluk (

1,96\text{ g/mL}

), kütlece yüzde (

\%50

) ve mol kütlesi (

98\text{ g/mol}

) değerlerini

M = \frac{10 \cdot d \cdot \%}{M_A}

formülünde yerine koyarak seyreltilmeden önceki molar derişimi bulmak.

2

Çözeltinin seyreltilmesi sonucu oluşan yeni derişimi (A çözeltisi) bulmak

M_2 = 0,4\text{ M}

M_1 \cdot V_1 = M_2 \cdot V_2

bağıntısı kullanılarak,

20\text{ mL}

'lik kısmın hacmi

500\text{ mL}

'ye tamamlandığında elde edilen çözeltinin molar derişimini hesaplamak.

3

Karıştırılan A çözeltisindeki

H^+

ve

SO_4^{2-}

iyonlarının mol sayılarını hesaplamak

n(H^+) = 0,16\text{ mol}

ve

n(SO_4^{2-}) = 0,08\text{ mol}

Alınan

200\text{ mL}

hacimdeki

0,4\text{ M}

H_2SO_4

çözeltisinden gelen toplam asit mol sayısını (

0,08\text{ mol}

) ve iyonlaşma denklemine göre iyonların mol sayılarını bulmak.

4

Eklenen

Ba(OH)_2

çözeltisindeki

Ba^{2+}

ve

OH^-

iyonlarının mol sayılarını hesaplamak

n(Ba^{2+}) = 0,06\text{ mol}

ve

n(OH^-) = 0,12\text{ mol}

300\text{ mL}

hacmindeki

0,2\text{ M}

Ba(OH)_2

çözeltisindeki bazın mol sayısını (

0,06\text{ mol}

) ve iyonlaşma denklemine göre iyonların mol sayılarını bulmak.

5

H^+

ve

OH^-

iyonları arasındaki nötrleşme tepkimesini gerçekleştirmek

Artan

n(H^+) = 0,04\text{ mol}

H^+ + OH^- \rightarrow H_2O

tepkimesine göre bire bir oranda nötrleşen iyonlardan sınırlayıcı bileşeni belirleyerek tepkimeye girmeyen

H^+

mol sayısını bulmak.

6

Son çözeltideki toplam hacmi belirleyerek

H^+

iyonunun molar derişimini hesaplamak

[H^+] = 0,08\text{ M}

Karışımın toplam hacmini

200\text{ mL} + 300\text{ mL} = 500\text{ mL} = 0,5\text{ L}

olarak alıp, artan

H^+

iyonu mol sayısını toplam hacme bölerek molariteye ulaşmak.

Anahtar Kavram

Molarite

Soru 7Soru →

$46\text{ gram}$ etil alkol ( $C_2H_5OH$ ) ile $54\text{ gram}$ saf su ( $H_2O$ ) karıştırılarak homojen bir çözelti elde ediliyor.

Buna göre, hazırlanan bu çözeltideki etil alkolün mol kesri kaçtır?
( $H = 1\text{ g/mol}$ , $C = 12\text{ g/mol}$ , $O = 16\text{ g/mol}$ )

0,25

0,33

0,46

0,75

3,00

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,25

Cevap

Hazırlanan çözeltideki etil alkolün mol kesri 0,25'tir.

Etil alkolün mol sayısı (1 mol) ile suyun mol sayısı (3 mol) toplanarak toplam mol sayısı (4 mol) elde edilir. Etil alkolün mol sayısının toplam mol sayısına bölünmesiyle doğru mol kesri değeri olan 0,25 bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Bileşenlerin mol kütlelerini hesaplayın.

Etil alkol (

C_2H_5OH

) için

M_A = 2 \times 12 + 6 \times 1 + 16 = 46\text{ g/mol}

ve su (

H_2O

) için

M_A = 2 \times 1 + 16 = 18\text{ g/mol}

olarak bulunur.

Kütleleri mole dönüştürmek için mol kütlelerine ihtiyaç vardır.

2

Bileşenlerin mol sayılarını hesaplayın.

Etil alkolün mol sayısı

n = \frac{46}{46} = 1\text{ mol}

ve suyun mol sayısı

n = \frac{54}{18} = 3\text{ mol}

olarak hesaplanır.

Mol kesri formülünde kullanılacak mol miktarlarını bulmak gerekir.

3

Çözeltideki toplam mol sayısını bulun.

n_{\text{toplam}} = 1\text{ mol} + 3\text{ mol} = 4\text{ mol}

olarak bulunur.

Mol kesri, bir bileşenin mol sayısının toplam mol sayısına oranıdır.

4

Etil alkolün mol kesrini hesaplayın.

X_{\text{alkol}} = \frac{n_{\text{alkol}}}{n_{\text{toplam}}} = \frac{1}{4} = 0,25

olarak bulunur.

Etil alkolün mol sayısının toplam mol sayısına oranlanmasıyla mol kesri elde edilir.

Anahtar Kavram

Mol Kesri

Soru 8Soru →

Yoğunluğu $1{}244\text{ g/mL}$ olan $XCl_2$ sulu çözeltisinin molar derişimi $4{}0\text{ M}$ 'dir.

Bu çözeltideki toplam iyon molalitesi $15{}0\text{ m}$ olduğuna göre çözeltiyle ilgili;

I. Çözünen $XCl_2$ tuzunun mol kütlesi $111\text{ g/mol}$ 'dür.
II. Çözeltinin molal derişimi $5{}0\text{ m}$ 'dir.
III. Aynı sıcaklıkta çözeltiye saf su eklenerek hacmi 2 katına çıkarılırsa, çözeltinin molaritesi $2{}0\text{ M}$ , molalitesi ise $2{}5\text{ m}$ olur.

yargılarından hangileri doğrudur?
(Su eklenmesiyle hacim kaybı olmadığı varsayılacaktır. $d_{\text{su}} = 1{}0\text{ g/mL}$ )

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Çözünen tuzun mol kütlesinin 111 g/mol olduğunu belirten ve çözeltinin molal derişiminin 5,0 m olduğunu ifade eden öncüllerin bir arada bulunduğu seçenektir.

Çözünen tuzun formül birimi başına 3 iyon vermesi nedeniyle çözeltinin kendi molalitesi 5,0 m olarak bulunur. 1 Litre çözeltideki toplam kütle (1244 g) ile çözücü suyun kütlesi (800 g) farkından çözünen tuzun mol kütlesi 111 g/mol olarak hesaplanır. Seyrelme sonrasında eklenen suyun kütlesi çözücünün ilk kütlesinden farklı olduğu için molalite yarıya inmeyerek yaklaşık 2,22 m olur. Bu nedenle yalnızca I ve II. öncüller doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1

Tuzun iyonlaşma denklemini yazarak çözeltinin molalitesini belirleyin.

XCl_2(k) \rightarrow X^{2+}(suda) + 2Cl^{-}(suda)

iyonlaşma denklemine göre, 1 mol tuz çözündüğünde ortama 3 mol iyon verilir. Toplam iyon molalitesi

15{}0\text{ m}

olduğuna göre, çözünen

XCl_2

tuzunun molalitesi

m = \frac{15{}0}{3} = 5{}0\text{ m}

olur. Bu durum II. öncülü doğrular.

Kütle hesaplamalarına geçebilmek için elektrolit çözeltilerde toplam iyon derişiminden tuzun kendi derişimine geçiş yapılmalıdır.

2

1 Litre çözelti referans alınarak çözelti ve çözücü kütlelerini hesaplayın.

Çözelti hacmi

V = 1\text{ L} = 1000\text{ mL}

olsun. Çözeltinin toplam kütlesi:

m_{\text{çözelti}} = V \times d = 1000\text{ mL} \times 1{}244\text{ g/mL} = 1244\text{ g}

olur. Molar derişim

4{}0\text{ M}

olduğundan, 1 L çözeltide

4{}0\text{ mol}

çözünen

XCl_2

vardır. Çözeltinin molalitesi

5{}0\text{ m}

olduğundan, çözücü (su) kütlesi:

m_{\text{su}} = \frac{n_{\text{çözünen}}}{m} = \frac{4{}0\text{ mol}}{5{}0\text{ mol/kg}} = 0{}8\text{ kg} = 800\text{ g}

olarak bulunur.

Molarite ve yoğunluk bilgileri kullanılarak çözeltinin toplam kütlesine, molalite bilgisi kullanılarak ise çözücü suyun kütlesine ulaşılır.

3

Çözünen tuzun kütlesini ve mol kütlesini hesaplayın.

Çözünen

XCl_2

kütlesi:

m_{\text{tuz}} = m_{\text{çözelti}} - m_{\text{su}} = 1244\text{ g} - 800\text{ g} = 444\text{ g}

olur.

4{}0\text{ mol}

tuz

444\text{ g}

geldiğine göre, tuzun mol kütlesi:

M_A(XCl_2) = \frac{444\text{ g}}{4{}0\text{ mol}} = 111\text{ g/mol}

bulunur. Bu durum I. öncülü doğrular.

Çözeltinin toplam kütlesinden çözücü kütlesi çıkarılarak çözünenin kütlesi ve ardından mol kütlesi hesaplanır.

4

Çözeltinin hacmi iki katına çıkarıldığında yeni molarite ve molalite değerlerini hesaplayın.

Hacim iki katına (

2\text{ L}

'ye) çıkarıldığında çözünen mol sayısı (

4{}0\text{ mol}

) değişmediği için molarite yarıya inerek

2{}0\text{ M}

olur. Ancak çözelti hacmini 1 L'den 2 L'ye çıkarmak için eklenen suyun hacmi

1000\text{ mL}

(

1000\text{ g}

)'dır. Son durumda toplam su kütlesi

800\text{ g} + 1000\text{ g} = 1800\text{ g} = 1{}8\text{ kg}

olur. Yeni molalite:

m_{\text{yeni}} = \frac{4{}0\text{ mol}}{1{}8\text{ kg}} \approx 2{}22\text{ m}

olur. Dolayısıyla III. öncül yanlıştır.

Hacimsel seyrelme sırasında eklenen suyun kütlesi ile başlangıçtaki suyun kütlesinin oranı bire bir olmadığından molalite yarıya inmez.

Anahtar Kavram

Molarite ve molalite tanımlarının farkı, yoğunluk yardımıyla konsantrasyon birimleri arası geçiş ve elektrolit çözeltilerde iyon derişimlerinin hesaba katılması.

Soru 9Soru →

Yoğunluğu $1,8\text{ g/mL}$ olan kütlece $\%49$ 'luk $H_2SO_4$ sulu çözeltisinden $100\text{ mL}$ alınarak üzerine saf su ilave ediliyor ve hacmi $900\text{ mL}$ 'ye tamamlanıyor. Elde edilen bu çözelti, aynı sıcaklıktaki $3\text{ M}$ 'lık $100\text{ mL}$ $Al_2(SO_4)_3$ sulu çözeltisi ile karıştırılıyor. Çökme meydana gelmediği bilindiğine göre, son çözeltideki toplam iyon derişiminin $7,0\text{ M}$ olması için karışımdan aynı sıcaklıkta kaç $\text{mL}$ su buharlaştırılmalıdır?

(H = $1\text{ g/mol}$ , O = $16\text{ g/mol}$ , S = $32\text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 400

Cevap

Toplam iyon derişiminin

7,0\text{ M}

olması için karışımdan

400\text{ mL}

su buharlaştırılmalıdır.

Çözelti karıştırılıp seyreltildiğinde veya deriştirildiğinde çözünen maddelerin mol sayıları korunur.

H_2SO_4

çözeltisinin başlangıç derişimi

9\text{ M}

olup, seyreltildiğinde

1\text{ M}

olur. Bu çözeltiden gelen iyonların molü

2,7\text{ mol}

'dür.

Al_2(SO_4)_3

çözeltisinden gelen iyonların molü ise

1,5\text{ mol}

'dür. Toplam iyon mol sayısı

4,2\text{ mol}

'dür. Bu iyonların toplam derişiminin

7,0\text{ M}

olması için gereken çözelti hacmi

0,6\text{ L}

(

600\text{ mL}

) olmalıdır. Karışımın ilk hacmi

1000\text{ mL}

olduğundan

400\text{ mL}

su buharlaştırılmalıdır.

Adım Adım Çözüm

1

Başlangıçtaki

H_2SO_4

çözeltisinin molaritesini yoğunluk ve kütlece yüzde yardımıyla hesaplamak.

M_1 = 9\text{ M}

Çözeltinin derişimini hacimsel hesaplamalarda kullanabilmek amacıyla yüzde ve yoğunluk verilerini molariteye dönüştürürüz.

2

Seyreltilen

H_2SO_4

çözeltisinin mol sayısını ve seyreltme sonrası yeni molaritesini bulmak.

n(H_2SO_4) = 0,9\text{ mol}

ve seyreltilmiş çözeltinin derişimi

1\text{ M}

Çözeltiye su ilave edildiğinde çözünen maddenin mol sayısı değişmez, hacim değiştiği için yeni derişim hesaplanır.

3

Karışımdaki tüm iyonların (

H^+

,

Al^{3+}

,

SO_4^{2-}

) mol sayılarını ayrı ayrı hesaplayarak toplam iyon mol sayısını bulmak.

n_{toplam} = 4,2\text{ mol}

iyon

İki çözelti karıştırıldığında iyonların toplam mol sayısın�� bularak son derişim formülünde yerine yazabilmek gerekir.

4

Toplam iyon derişiminin

7,0\text{ M}

olmasını sağlayacak son çözelti hacmini belirlemek.

V_{son} = 0,6\text{ L} = 600\text{ mL}

Molarite formülünden (

M = n/V

) yararlanarak hedeflenen derişime ulaşmak için gereken son hacmi buluruz.

5

Buharlaştırılması gereken su hacmini başlangıçtaki toplam hacim ile son hacim arasındaki farktan bulmak.

V_{buharlasan} = 400\text{ mL}

Karışımın ilk toplam hacmi

1000\text{ mL}

olduğundan, hacmi

600\text{ mL}

'ye düşürmek için eksilmesi gereken su miktarını hesaplarız.

Anahtar Kavram

Çözeltilerin seyreltilmesi, karıştırılması ve çözeltideki toplam iyon derişimi hesaplamaları.

Soru 10Soru →

Bir havuz suyundaki aktif klor ( $Cl_2$ ) derişimi kütlece $\%3,5 \times 10^{-4}$ olarak belirlenmiştir.

Havuz suyunun özkütlesi $1\text{ g/mL}$ olduğuna göre, bu havuz suyu ile ilgili;

I. Aktif klor derişimi $3,5\text{ ppm}$ 'dir.
II. $2\text{ m}^3$ havuz suyunda $7\text{ g}$ aktif klor çözünmüştür.
III. $100\text{ mL}$ havuz suyu örneğinde $35\text{ mg}$ aktif klor bulunur.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Yalnız I

Yaln��z II

I ve II

I ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Birinci ve ikinci ifadeler doğrudur, üçüncü ifade yanlıştır.

Aktif klorun kütlece yüzde derişimi

3,5 \times 10^{-4}

olarak verilmiştir. ppm derişimi kütlece yüzde derişimin

10^4

katı olduğundan derişim

3,5\text{ ppm}

olur.

2\text{ m}^3

yani

2000\text{ kg}

suda ppm tanımı gereği

3,5 \times 2000 = 7000\text{ mg} = 7\text{ g}

klor bulunur.

100\text{ mL}

yani

0,1\text{ kg}

suda ise

3,5 \times 0,1 = 0,35\text{ mg}

klor bulunur. Bu nedenle birinci ve ikinci ifadeler doğru, üçüncü ifade yanlıştır.

Adım Adım Çözüm

1

Kütlece yüzde derişimi ppm derişimine dönüştürmek.

\text{ppm} = \text{kütlece yüzde} \times 10^4

formülünden;

\text{ppm} = (3,5 \times 10^{-4}) \times 10^4 = 3,5\text{ ppm}

bulunur. Dolayısıyla birinci öncül doğrudur.

ppm (milyonda bir kısım) derişimi, kütlece yüzde derişimin 10000 katına eşittir.

2

2\text{ m}^3

havuz suyunun kütlesini ve içerdiği aktif klor kütlesini hesaplamak.

2\text{ m}^3 = 2000\text{ L}

'dir. Suyun özkütlesi

1\text{ g/mL}

(

1\text{ kg/L}

) olduğundan, çözelti kütlesi

2000\text{ kg}

'dır.

\text{ppm} = \frac{m_{\text{çözünen}}\text{ (mg)}}{m_{\text{çözelti}}\text{ (kg)}}

formülünden;

3,5 = \frac{m_{\text{çözünen}}}{2000} \implies m_{\text{çözünen}} = 7000\text{ mg} = 7\text{ g}

aktif klor bulunur. Dolayısıyla ikinci öncül doğrudur.

1\text{ m}^3 = 1000\text{ L}

hacim dönüşümü ve ppm formülü kullanılarak çözünen madde kütlesi bulunur.

3

100\text{ mL}

havuz suyundaki aktif klor kütlesini hesaplamak.

100\text{ mL}

su örneği

100\text{ g} = 0,1\text{ kg}

kütleye sahiptir.

m_{\text{çözünen}}\text{ (mg)} = \text{ppm} \times m_{\text{çözelti}}\text{ (kg)} = 3,5 \times 0,1 = 0,35\text{ mg}

klor bulunur. Dolayısıyla üçüncü öncül yanlıştır.

Hacimden kütleye geçiş yapılarak ppm formülü yardımıyla miligram cinsinden klor kütlesi hesaplanır.

Anahtar Kavram

Kütlece yüzde derişim ile ppm (milyonda bir kısım) arasındaki ilişki ve çözelti birim dönüşümleri.

Soru 11Soru →

Bir kimya laboratuvarında gerçekleştirilen deneyde, $0{}8\text{ M}$ 'lık $100\text{ mL}$ $\text{KOH}$ sulu çözeltisine aynı sıcaklıkta $300\text{ mL}$ saf su ilave ediliyor. Buna göre, elde edilen yeni çözeltinin molar derişimi kaç $\text{M}$ olur?

0{}4

0{}27

0{}2

2 \cdot 10^{-4}

0{}08

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $0{}2$

Cevap

Yeni çözeltinin molar derişimi

0{}2\text{ M}

olur.

Seyreltme işleminde çözünen maddenin mol sayısı değişmez.

M_1 \cdot V_1 = M_2 \cdot V_2

eşitliğinden yararlanarak yeni derişim

0{}2\text{ M}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Çözünen

\text{KOH}

maddesinin mol sayısının hesaplanması

n = M_1 \cdot V_1 = 0{}8\text{ M} \cdot 0{}1\text{ L} = 0{}08\text{ mol}

Seyreltme işleminde çözünen maddenin mol sayısı sabit kalır.

2

Son çözeltinin toplam hacminin bulunması

V_2 = V_1 + V_{\text{su}} = 100\text{ mL} + 300\text{ mL} = 400\text{ mL} = 0{}4\text{ L}

Çözeltiye su eklendiğinde toplam hacim, ilk hacim ile eklenen suyun hacminin toplamı olur.

3

Yeni molar derişimin hesaplanması

M_2 = \frac{n}{V_2} = \frac{0{}08\text{ mol}}{0{}4\text{ L}} = 0{}2\text{ M}

Molarite, çözünen mol sayısının toplam çözelti hacmine bölünmesiyle bulunur.

Anahtar Kavram

Bir çözeltiye aynı sıcaklıkta saf su eklendiğinde çözünen maddenin mol sayısı değişmez, hacim arttığı için derişim azalır. Bu durum

M_1 \cdot V_1 = M_2 \cdot V_2

bağıntısı ile açıklanır.

Soru 12Soru →

Aynı sıcaklıkta saf suyun buhar basıncı $40\text{ mmHg}$ 'dir. Aşağıda verilen çözelti bileşimlerini, aynı sıcaklıktaki buhar basınçları ile doğru olacak şekilde eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Birinci çözelti

36\text{ mmHg}

buhar basıncına sahip olan seçenekle, ikinci çözelti

32\text{ mmHg}

buhar basıncına sahip olan seçenekle, üçüncü çözelti ise

28\text{ mmHg}

buhar basıncına sahip olan seçenekle eşleşir.

Raoult Yasası'na göre uçucu olmayan bir katı ile hazırlanan çözeltinin buhar basıncı, çözücünün mol kesri ile saf çözücünün buhar basıncının çarpımına eşittir. Çözünen maddelerin etki ettiği tanecik sayıları dikkate alındığında suyun mol kesirleri sırasıyla

0,9

,

0,8

ve

0,7

bulunur. Bu değerler saf suyun buhar basıncı olan

40\text{ mmHg}

ile çarpıldığında doğru buhar basıncı değerleri olan

36\text{ mmHg}

,

32\text{ mmHg}

ve

28\text{ mmHg}

ile eşleşir.

Adım Adım Çözüm

1

Her bir çözeltideki çözünen maddelerin suda çözünme denklemlerini yazarak tanecik sayılarını (van 't Hoff faktörü,

i

) belirlemek.

Glikoz moleküler çözünür (

i = 1

).

NaCl

suya

2

iyon verir (

i = 2

).

CaCl_2

suya

3

iyon verir (

i = 3

).

Buhar basıncı düşmesi çözeltideki toplam tanecik (molekül veya iyon) sayısına bağlı bir koligatif özelliktir.

2

Çözeltilerin her biri için toplam tanecik mol sayısını ve çözücü olan suyun mol kesrini (

X_{\text{su}}

) hesaplamak.

Birinci çözeltide toplam

1\text{ mol}

tanecik vardır; suyun mol kesri

X_{\text{su}} = \frac{9}{9+1} = 0,9

olur. İkinci çözeltide toplam

2\text{ mol}

iyon vardır; suyun mol kesri

X_{\text{su}} = \frac{8}{8+2} = 0,8

olur. Üçüncü çözeltide toplam

3\text{ mol}

iyon vardır; suyun mol kesri

X_{\text{su}} = \frac{7}{7+3} = 0,7

olur.

Raoult Yasası formülünde çözücü olan suyun mol kesri kullanılır.

3

Hesaplanan mol kesirlerini saf suyun buhar basıncı (

40\text{ mmHg}

) ile çarparak çözeltilerin buhar basınçlarını bulmak.

Birinci çözeltinin buhar basıncı

0,9 \times 40 = 36\text{ mmHg}

. İkinci çözeltinin buhar basıncı

0,8 \times 40 = 32\text{ mmHg}

. Üçüncü çözeltinin buhar basıncı

0,7 \times 40 = 28\text{ mmHg}

olarak hesaplanır.

Raoult Yasası formülü

P_{\text{çözelti}} = X_{\text{çözücü}} \times P^\circ_{\text{çözücü}}

şeklindedir.

Anahtar Kavram

Buhar Basıncı Düşmesi (Raoult Yasası)

Soru 13Soru →

Dış basıncın $1\text{ atm}$ olduğu bir ortamda, $200\text{ g}$ saf su içerisinde $0,1\text{ mol}$ $\text{BaCl}_2$ tuzunun tamamen çözünmesiyle hazırlanan sulu çözeltinin kaynamaya başlama sıcaklığı $100 + 3t\text{ }^\circ\text{C}$ olarak belirlenmiştir.

Aynı sıcaklıkta bu çözeltiye $0,1\text{ mol}$ $\text{Na}_2\text{SO}_4$ katısı ekleniyor ve tamamen çözünmesi sağlanıyor.

Kapta gerçekleşen tepkime neticesinde $\text{BaSO}_4$ katısının tamamen çöktüğü bilindiğine göre, elde edilen yeni karışımın aynı dış basınçtaki kaynamaya başlama sıcaklığı kaç $^\circ\text{C}$ olur?

(Katının hacim değişimi ve suyun buharlaşması ihmal edilecektir. $\text{BaSO}_4$ tuzunun sudaki çözünürlüğü önemsizdir.)

100 + 2t

100 + 3t

100 + 4t

100 + 5t

100 + 6t

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $100 + 4t$

Cevap

Karışımın yeni kaynamaya başlama sıcaklığı

100 + 4t\text{ }^\circ\text{C}

olur.

Çözeltide gerçekleşen çökelme tepkimesi sonucunda baryum ve sülfat iyonları ortamdan katı olarak ayrılır. Çözeltide serbest halde kalan sodyum ve klor iyonlarının oluşturduğu toplam

2,0\text{ m}

iyon derişimi, başlangıçtaki

1,5\text{ m}

derişime kıyasla kaynama noktasını

4t\text{ }^\circ\text{C}

yükseltir. Bu sebeple yeni kaynamaya başlama sıcaklığı

100 + 4t\text{ }^\circ\text{C}

olur.

Adım Adım Çözüm

1

Başlangıçtaki çözeltinin toplam iyon mol sayısını ve molalitesini bulunuz.

0,1\text{ mol } \text{BaCl}_2

tuzu suda tamamen iyonlaştığında ortama

0,1\text{ mol } \text{Ba}^{2+}

ve

0,2\text{ mol } \text{Cl}^-

olmak üzere toplam

0,3\text{ mol}

iyon verir. Molalite (

m_1

) =

\frac{0,3\text{ mol iyon}}{0,2\text{ kg su}} = 1,5\text{ m}

olur. Bu derişim, kaynama noktasını

3t\text{ }^\circ\text{C}

yükseltmektedir. Buradan

0,5\text{ m}

iyon derişiminin

t\text{ }^\circ\text{C}

yükselmeye karşılık geldiği anlaşılır.

Kaynama noktası yükselmesi çözeltideki toplam tanecik (iyon) derişimi ile doğru orantılıdır.

2

Ekleme yapılan maddeden gelen iyonları ve gerçekleşen çökelme tepkimesini belirleyiniz.

Eklenen

0,1\text{ mol } \text{Na}_2\text{SO}_4

tuzu çözündüğünde

0,2\text{ mol } \text{Na}^+

ve

0,1\text{ mol } \text{SO}_4^{2-}

iyonlarını oluşturur. Ortamdaki

\text{Ba}^{2+}

ve

\text{SO}_4^{2-}

iyonları bire bir oranda birleşerek

\text{Ba}^{2+}_{\text{(aq)}} + \text{SO}_{4\text{ (aq)}}^{2-} \rightarrow \text{BaSO}_{4\text{ (s)}}

tepkimesine göre

0,1\text{ mol } \text{BaSO}_4

katısını oluşturur ve çöker.

Çözünürlüğ�� çok düşük olan baryum sülfat tuzu çökerek çözelti ortamındaki serbest iyon fazından ayrılır.

3

Tepkime sonrasında çözeltide kalan serbest iyonların toplam mol sayısını hesaplayınız.

Baryum ve sülfat iyonlarının tamamı çökerek katı oluşturduğundan çözeltide serbest iyon olarak kalmazlar. Çözeltide sadece tepkimeye girmeyen (seyirci)

0,2\text{ mol } \text{Cl}^-

ve eklenen

0,2\text{ mol } \text{Na}^+

iyonları kalır. Toplam serbest iyon mol sayısı =

0,2 + 0,2 = 0,4\text{ mol}

olur.

Çöken katıların tanecikleri çözeltide serbest iyon halinde bulunmadığı için koligatif özelliklere katkı sağlamazlar.

4

Yeni çözeltinin iyon molalitesini ve buna bağlı olarak yeni kaynama noktası yükselmesini hesaplayınız.

Yeni çözeltinin toplam iyon molalitesi (

m_2

) =

\frac{0,4\text{ mol iyon}}{0,2\text{ kg su}} = 2,0\text{ m}

olur. Başlangıçta

1,5\text{ m}

iyon derişimi

3t\text{ }^\circ\text{C}

artışa sebep oluyorken, yeni durumda

2,0\text{ m}

iyon derişimi

\Delta T_{k2} = \frac{2,0}{1,5} \times 3t = 4t\text{ }^\circ\text{C}

artışa sebep olur. Bu durumda yeni kaynamaya başlama sıcaklığı

100 + 4t\text{ }^\circ\text{C}

olarak bulunur.

Kaynama noktası yükselmesi son durumdaki serbest iyon molalitesi ile doğru orantılı olarak değişir.

Anahtar Kavram

Kaynama noktası yükselmesi (ebüliyoskopi) ve çözeltilerde çökelme tepkimelerinin koligatif özelliklere etkisi

Tahmini Süre:3m 0s

Soru 14Soru →

$1$ atmosfer dış basınçta, $250\text{ g}$ saf su içerisinde $0{}5\text{ mol}$ $NaCl$ tuzunun tamamen çözünmesiyle bir sulu çözelti hazırlanıyor. Buna göre, hazırlanan bu çözeltinin aynı dış basınç altında kaynamaya başlama sıcaklığı kaç $^\circ\text{C}$ 'dir?

(Su için kaynama noktası y��kselmesi sabiti, $K_d = 0{}52\ ^\circ\text{C/m}$ 'dir. $NaCl$ 'nin suda tamamen iyonlarına ayrışarak çözündüğü varsayılacaktır.)

100{}26

100{}52

101{}04

102{}08

103{}12

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $102{}08$

Cevap

Hazırlanan çözeltinin kaynamaya başlama sıcaklığı

102{}08\ ^\circ\text{C}

'dir.

Doğru cevap olan seçenekte çözeltinin molalitesi

2\text{ m}

ve

NaCl

'nin suda iyonlaşmasıyla oluşan tanecik sayısı

2

olarak alınmış, kaynama noktası yükselmesi

2{}08\ ^\circ\text{C}

olarak doğru hesaplanmıştır.

Adım Adım Çözüm

1

Çözeltinin molalitesini (

m

) hesaplamak.

m = 2\text{ m}

Molalite, çözünen maddenin mol sayısının çözücü kütlesine (kilogram cinsinden) bölünmesiyle bulunur:

m = \frac{0{}5\text{ mol}}{0{}25\text{ kg}} = 2\text{ m}

.

2

Çözeltideki toplam tanecik sayısını (van 't Hoff faktörünü,

i

) belirlemek.

i = 2

Sodyum klorür (

NaCl

) suda iyonlaşarak çözünür:

NaCl(k) \rightarrow Na^+(suda) + Cl^-(suda)

. Formül birimi başına 2 iyon verdiğinden

i = 2

alınır.

3

Kaynama noktası yükselme miktarını (

\Delta T_k

) ve çözeltinin kaynama sıcaklığını hesaplamak.

T_{\text{kaynama}} = 102{}08\ ^\circ\text{C}

\Delta T_k = K_d \cdot m \cdot i

bağıntısından kaynama noktası yükselmesi

\Delta T_k = 0{}52 \cdot 2 \cdot 2 = 2{}08\ ^\circ\text{C}

olarak bulunur. Suyun 1 atmosferdeki kaynama noktas��

100\ ^\circ\text{C}

olduğundan, çözelti

100 + 2{}08 = 102{}08\ ^\circ\text{C}

sıcaklıkta kaynamaya başlar.

Anahtar Kavram

Kaynama noktası yükselmesi (ebüliyoskopi) hesaplamalarında molalite derişim birimi ve çözünen maddenin iyonlaşma durumu (tanecik sayısı) birlikte dikkate alınmalıdır.

Tahmini Süre:1m 0s

Soru 15Soru →

Kütlece $\%16,4$ ’lük kalsiyum nitrat ( $\text{Ca(NO}_3)_2$ ) sulu çözeltisinin $25\text{ }^\circ\text{C}$ 'deki yoğunluğu $1,2\text{ g/mL}$ 'dir. Bu çözeltiden belirli bir hacim alınarak aynı sıcaklıkta saf su ile hacmi $600\text{ mL}$ 'ye tamamlanıyor.

Hazırlanan son çözeltideki nitrat ( $\text{NO}_3^-$ ) iyonları derişimi $0,8\text{ M}$ olduğuna göre, başlangıçtaki çözeltiden kaç $\text{mL}$ alınmıştır?
(N: 14 g/mol, O: 16 g/mol, Ca: 40 g/mol)

100

150

200

300

400

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 200

Cevap

Başlangıçtaki çözeltiden 200 mL alınmıştır.

Yoğunluk ve kütlece yüzde formülü kullanılarak başlangıçtaki kalsiyum nitrat çözeltisinin molar derişimi

1,2\text{ M}

olarak hesaplanır. Tuzun suda iyonlaşma denklemine göre, kalsiyum nitrat derişiminin iki katı kadar nitrat iyonu oluşur ve bu değer

2,4\text{ M}

'dir. Seyreltme bağıntısı (

M_1 \cdot V_1 = M_2 \cdot V_2

) nitrat iyonları için uygulandığında (

2,4 \times V_1 = 0,8 \times 600

), başlangıç çözeltisinden alınması gereken hacim

200\text{ mL}

olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Kalsiyum nitrat (

\text{Ca(NO}_3)_2

) bileşiğinin mol kütlesini hesaplayın.

M_A(\text{Ca(NO}_3)_2) = 40 + 2 \times [14 + (3 \times 16)] = 164\text{ g/mol}

Çözeltinin molaritesini yoğunluk ve kütlece yüzde derişim değerlerinden bulabilmek için çözünen maddenin mol kütlesi gereklidir.

2

M = \frac{10 \cdot d \cdot \%}{M_A}

formülünü kullanarak başlangıçtaki kalsiyum nitrat çözeltisinin molar derişimini hesaplayın.

M = \frac{10 \times 1,2 \times 16,4}{164} = 1,2\text{ M}

Yoğunluğu ve kütlece yüzdesi bilinen çözeltinin molaritesini doğrudan bu formülle bulabiliriz.

3

Kalsiyum nitratın suda iyonlaşma denklemine göre başlangı�� çözeltisindeki nitrat (

\text{NO}_3^-

) iyonlarının derişimini belirleyin.

\text{Ca(NO}_3)_2(suda) \rightarrow \text{Ca}^{2+}(suda) + 2\text{NO}_3^-(suda)

denklemine göre,

1,2\text{ M}

\text{Ca(NO}_3)_2

çözeltisinde

[\text{NO}_3^-] = 2 \times 1,2 = 2,4\text{ M}

olur.

Seyreltme sonrasındaki hedef derişim nitrat iyonları cinsinden verildiğinden, başlangıçtaki nitrat iyonu derişimi bilinmelidir.

4

Seyreltme formülünü (

M_1 \cdot V_1 = M_2 \cdot V_2

) uygulayarak alınması gereken başlangıç hacmini (

V_1

) bulun.

2,4\text{ M} \times V_1 = 0,8\text{ M} \times 600\text{ mL} \Rightarrow V_1 = 200\text{ mL}

Su eklenerek seyreltme işleminde çözünen nitrat iyonlarının mol sayısı değişmediği için başlangıç ve son durumdaki mol sayıları birbirine eşitlenir.

Anahtar Kavram

Molarite, yoğunluk, kütlece yüzde derişim ve iyon derişimi ilişkisi ile seyreltme hesaplamaları.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 16Soru →

Aşağıdaki tabloda, belirtilen miktarlardaki saf su örneklerinde üzerlerinde yazılı olan katı maddelerin tamamen çözünmesiyle hazırlanan dört farklı sulu çözelti verilmiştir:

Çözelti	Çözünen Madde	Çözünen Maddenin Mol Sayısı	Çözücü Su Kütlesi ( $g$ )
I	$\text{Al(NO}_3)_3$	$0,2$	$500$
II	$\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6$	$0,3$	$150$
III	$\text{MgCl}_2$	$0,4$	$800$
IV	$\text{Na}_2\text{SO}_4$	$0,15$	$200$

Buna göre, hazırlanan bu çözeltileri aynı dış basınç altında donmaya başlama sıcaklıklarına göre en yüksekten en düşüğe doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Çözeltilerin donmaya başlama sıcaklıklarının en yüksekten en düşüğe doğru sıralaması III - I - II - IV şeklindedir.

Çözeltilerin donmaya başlama sıcaklıkları, çözeltilerdeki toplam tanecik derişiminin büyüklüğü ile ters orantılıdır. Toplam tanecik derişimi en az olan III. çözelti (

1,5\text{ molal}

) donma noktasını en az düşürür ve donmaya başlama sıcaklığı en yüksek olur. Toplam tanecik derişimi en yüksek olan IV. çözelti (

2,25\text{ molal}

) ise donma noktasını en fazla düşürür ve donmaya başlama sıcaklığı en düşük olur. Bu doğrultuda yapılan doğru sıralama III - I - II - IV şeklindedir.

Adım Adım Çözüm

1

Her bir çözeltideki çözünen maddelerin molalite (

m = \frac{n_{\text{çözünen}}}{m_{\text{çözücü (kg)}}}

) değerlerini hesaplayınız.

I. Çözelti:

m = \frac{0,2\text{ mol}}{0,5\text{ kg}} = 0,4\text{ molal}

II. Çözelti:

m = \frac{0,3\text{ mol}}{0,15\text{ kg}} = 2,0\text{ molal}

III. Çözelti:

m = \frac{0,4\text{ mol}}{0,8\text{ kg}} = 0,5\text{ molal}

IV. Çözelti:

m = \frac{0,15\text{ mol}}{0,2\text{ kg}} = 0,75\text{ molal}

olarak hesaplanır.

Koligatif özellik hesaplamalarında çözelti derişimi birimi olarak molalite kullanılır.

2

Çözünen maddelerin sudaki iyonlaşma (veya moleküler ��özünme) denklemlerini yazarak her bir çözeltinin toplam tanecik derişimini (

m_{\text{tanecik}} = m \times i

) hesaplayınız.

I. Çözelti:

\text{Al(NO}_3)_3 \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3\text{NO}_3^-

(

i = 4

)

m_{\text{tanecik}} = 0,4\text{ molal} \times 4 = 1,6\text{ molal}

II. Çözelti:

\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6

moleküler çözünür (

i = 1

)

m_{\text{tanecik}} = 2,0\text{ molal} \times 1 = 2,0\text{ molal}

III. Çözelti:

\text{MgCl}_2 \rightarrow \text{Mg}^{2+} + 2\text{Cl}^-

(

i = 3

)

m_{\text{tanecik}} = 0,5\text{ molal} \times 3 = 1,5\text{ molal}

IV. Çözelti:

\text{Na}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-}

(

i = 3

)

m_{\text{tanecik}} = 0,75\text{ molal} \times 3 = 2,25\text{ molal}

olarak hesaplanır.

Donma noktası alçalması, çözeltideki toplam bağımsız tanecik (molekül veya iyon) derişimi ile doğru orantılıdır.

3

Toplam tanecik derişimleri ile donma noktası alçalması miktarı (kriyoskopi) arasındaki bağıntıyı kurarak donmaya başlama sıcaklıklarını karşılaştırınız.

Toplam tanecik derişimi arttıkça donma noktası daha fazla düşer. Yani, donma noktası daha negatif (daha düşük) olur. Tanecik derişimi sıralaması IV (

2,25\text{ m}

) > II (

2,0\text{ m}

) > I (

1,6\text{ m}

) > III (

1,5\text{ m}

) şeklindedir.

Donmaya başlama sıcaklıkları ise bu sıralamanın tam tersi olur:
III (

-1,5 K_d

) > I (

-1,6 K_d

) > II (

-2,0 K_d

) > IV (

-2,25 K_d

)

Donma noktası alçalması miktarı arttıkça elde edilen donma sıcaklığı değeri matematiksel olarak küçülür.

Anahtar Kavram

Donma noktası alçalması (kriyoskopi) koligatif bir özelliktir ve çözeltinin birim kütlesindeki toplam tanecik sayısıyla doğru orantılıdır. Sıralama yapılırken iyonlaşma katsayısı (van 't Hoff faktörü) ile molalitenin çarpımı olan toplam tanecik derişimi temel alınır. Toplam tanecik derişimi arttıkça donma noktası düşer.

Soru 17Soru →

Amonyum sülfat ( $(NH_4)_2SO_4$ ) katısı kullanılarak hazırlanan $500\text{ mL}$ sulu çözeltideki amonyum ( $NH_4^+$ ) iyonlarının derişimi $0,4\text{ M}$ olarak ölçülmüştür. Buna göre, bu çözeltinin hazırlanmasında kaç gram amonyum sülfat katısı kullanılmıştır? ( $(NH_4)_2SO_4 = 132\text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 13.2

Cevap

Çözeltinin hazırlanmasında kullanılan amonyum sülfat katısının kütlesi

13,2\text{ g}

'dır.

Çözeltideki amonyum (

NH_4^+

) iyonlarının derişimi

0,4\text{ M}

'dır. Bileşiğin formülü

(NH_4)_2SO_4

olup suda iyonlaştığında her 1 mole karşılık 2 mol

NH_4^+

iyonu verir. Dolayısıyla çözünen amonyum sülfatın derişimi

0,2\text{ M}

'dır.

500\text{ mL}

(

0,5\text{ L}

) çözeltideki çözünen madde miktarı

n = M \times V = 0,2\text{ M} \times 0,5\text{ L} = 0,1\text{ mol}

olur.

0,1\text{ mol}

amonyum sülfatın kütlesi ise

0,1 \times 132 = 13,2\text{ gram}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Amonyum sülfatın suda iyonlaşma denkleminden faydalanılarak çözeltinin molar derişimi hesaplanır.

Çözeltinin molar derişimi

0,2\text{ M}

olarak bulunur.

1 mol amonyum sülfat suda çözündüğünde ortama 2 mol amonyum (

NH_4^+

) iyonu verir. Bu nedenle çözeltinin molar derişimi, amonyum iyonu derişiminin yarıs��dır.

2

Çözeltide çözünmüş halde bulunan amonyum sülfatın mol sayısı hesaplanır.

Çözünen bileşiğin mol sayısı

0,1\text{ mol}

'dür.

Molarite tanımı gereği, molar derişim ile çözelti hacminin (litre cinsinden,

0,5\text{ L}

) çarpımı çözünen maddenin mol sayısını verir (

n = M \times V

).

3

Mol sayısı ve mol kütlesi kullanılarak çözünen amonyum sülfatın kütlesi hesaplanır.

Kullanılan katı kütlesi

13,2\text{ g}

'dır.

Bileşiğin 1 molünün kütlesi

132\text{ gram}

olduğundan,

0,1\text{ mol}

bileşiğin kütlesi

m = n \times M_A

formülü ile bulunur.

Anahtar Kavram

Molarite ve İyon Derişimi stoichiometry ilişkisi

Soru 18Soru →

Bir kapta bulunan $0,2\text{ M}$ 'lık $400\text{ mL}$ alüminyum sülfat ( $Al_2(SO_4)_3$ ) sulu çözeltisi ile kütlece $\%17,1$ ’lik $100\text{ mL}$ alüminyum sülfat ( $Al_2(SO_4)_3$ ) sulu çözeltisi (yoğunluğu $1,2\text{ g/mL}$ ) karıştırılıyor. Elde edilen yeni çözeltinin hacmi saf su ilave edilerek $1\text{ L}$ 'ye tamamlanıyor.

Buna göre, son çözeltideki sülfat ( $SO_4^{2-}$ ) iyonlarının molar derişimi kaç $\text{M}$ 'dır?

( $Al_2(SO_4)_3 = 342\text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.42

Cevap

Son çözeltideki sülfat (

SO_4^{2-}

) iyonlarının molar derişimi

0,42\text{ M}

'dır.

Sülfat iyonlarının son molar derişimi, her iki çözeltiden gelen sülfat iyonlarının toplam mol sayısının (

0,42\text{ mol}

) son hacme (

1\text{ L}

) bölünmesiyle

0,42\text{ M}

olarak hesaplanır. İlk çözeltiden

0,24\text{ mol}

, ikinci çözeltiden ise yoğunluk ve kütlece yüzde ilişkisi kullanılarak

0,18\text{ mol}

sülfat iyonu gelmektedir.

Adım Adım Çözüm

1

Birinci çözeltideki

Al_2(SO_4)_3

ve

SO_4^{2-}

iyonlarının mol sayılarını hesaplamak.

n(Al_2(SO_4)_3) = 0,2\text{ M} \times 0,4\text{ L} = 0,08\text{ mol}

ve

n(SO_4^{2-}) = 3 \times 0,08 = 0,24\text{ mol}

M = n/V

bağıntısından çözünen mol sayısı bulunur.

Al_2(SO_4)_3

suda çözündüğünde formül başına 3 adet sülfat iyonu verdiğinden mol sayısı 3 ile çarpılır.

2

İkinci çözeltinin molar derişimini yoğunluk ve kütlece yüzde değerlerini kullanarak hesaplamak.

M = \frac{10 \cdot d \cdot \%}{M_A} = \frac{10 \cdot 1,2 \cdot 17,1}{342} = 0,6\text{ M}

Yoğunluk ve kütlece yüzde derişimi verilen çözeltilerin molaritesini bulmak için bu bağıntı kullanılır.

3

İkinci çözeltideki

Al_2(SO_4)_3

ve

SO_4^{2-}

iyonlarının mol sayılarını hesaplamak.

n(Al_2(SO_4)_3) = 0,6\text{ M} \times 0,1\text{ L} = 0,06\text{ mol}

ve

n(SO_4^{2-}) = 3 \times 0,06 = 0,18\text{ mol}

Molarite tanımı kullanılarak ikinci çözeltiden gelen iyon miktarı belirlenir.

4

Karışımın son hacmindeki sülfat iyonlarının toplam mol sayısını ve molar derişimini hesaplamak.

n_{\text{toplam}}(SO_4^{2-}) = 0,24 + 0,18 = 0,42\text{ mol}

ve

[SO_4^{2-}] = \frac{0,42\text{ mol}}{1\text{ L}} = 0,42\text{ M}

Toplam sülfat iyonu mol sayısı, çözeltinin saf su ile tamamlandığı son hacim olan

1\text{ L}

'ye bölünür.

Anahtar Kavram

Molar derişim hesaplamaları, yoğunluk-yüzde ilişkisi ve çözelti karıştırma ile iyon derişimi bulma.

Soru 19Soru →

Şekildeki sürtünmesiz hareketli pistonlu kapta $25^\circ\text{C}$ 'de, suda ekzotermik olarak ç��zünen $X(g)$ gazı ve suda endotermik olarak çözünen $Y$ katısının doymuş sulu çözeltisi dengededir. Gaz fazında $X(g)$ gazının yanı sıra suda çözünmeyen ideal $He(g)$ gazı da bulunmaktadır. Çözeltinin dibinde katısı bulunmamaktadır.

Bu sisteme uygulanan bazı işlemler ve sonuçları şu şekildedir:
I. Sabit sıcaklıkta piston serbestken kaba bir miktar $He(g)$ gazı eklenirse, $X(g)$ gazının sudaki çözünürlüğü azalır.
II. Piston sabit tutularak sıcaklık artırılırsa, $Y$ katısının çözünürlüğü artarken $X(g)$ gazının çözünürlüğü azalır.
III. Sabit sıcaklıkta piston aşağı itilerek sıkıştırılıp sabitlenirse, hem $X(g)$ gazının hem de $Y$ katısının sudaki çözünürlüğü artar.

Buna göre, yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur?
(Sıcaklık değişimlerinde suyun buharlaşması ve çözeltinin hacim değişimi ihmal edilecektir.)

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

I ve III

II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

I ve II yargıları doğrudur.

Doğru yanıt 'I ve II' yargılarını içeren seçenektir. Sabit sıcaklıkta ve serbest pistonlu kapta kaba inert bir gaz olan Helyum (

He

) eklenmesi kabın hacmini artırır. Hacim arttığı için

X

gazının kısmi basıncı azalır ve Henry Yasası gereği sudaki çözünürlüğü düşer. Sıcaklık artırıldığında, çözünmesi endotermik olan

Y

katısının çözünürlüğü artarken, çözünmesi ekzotermik olan

X

gazının çözünürlüğü azalır. Piston aşağı itilip sabitlendiğinde gazın kısmi basıncı artsa da katıların çözünürlüğü basınçtan etkilenmediği için

Y

katısının çözünürlüğü değişmez.

Adım Adım Çözüm

1

I. yargının doğruluğunu incelemek için sabit sıcaklıkta serbest pistonlu kaba Helyum gazı eklenmesinin etkisini analiz edin.

Piston serbest olduğundan toplam basınç sabit kalır. Ancak kaba

He(g)

gazı eklenmesi kabın hacmini (

V

) artırır. Hacim arttığı için gaz fazındaki

X(g)

gazının kısmi basıncı (

P_X = \frac{n_X \cdot R \cdot T}{V}

) azalır. Henry Yasası'na göre gazların çözünürlüğü kısmi basınçlarıyla doğru orantılı olduğundan,

X(g)

gazının çözün��rlüğü azalır. I. yargı doğrudur.

Serbest pistonlu kaplarda inert gaz ilavesi hacmi artırarak diğer gazların kısmi basınçlarını düşürür.

2

II. yargının doğruluğunu incelemek için sıcaklık artışının katı ve gaz çözünürlüğüne etkisini analiz edin.

Sıcaklık artırıldığında, endotermik olarak çözünen

Y

katısının çözünürlüğü artar. Gazların sudaki çözünmesi ise daima ekzotermik olduğundan, sıcaklık artışı

X(g)

gazının çözünürlüğünü azaltır. II. yargı doğrudur.

Sıcaklık artışı endotermik çözünmelerde çözünürlüğü artırırken, ekzotermik çözünmelerde çözünürlüğü azaltır.

3

III. yargının doğruluğunu incelemek için pistonu aşağı itip sıkıştırmanın etkisini analiz edin.

Piston aşağı itildiğinde gaz fazının hacmi küçülür ve

X(g)

gazının kısmi basıncı artar. Bu durum

X(g)

gazının sudaki çözünürlüğünü artırır. Ancak basınç değişimi katı ve sıvıların çözünürlüğünü etkilemediği için

Y

katısının çözünürlüğü değişmez. III. yargı yanlıştır.

Katıların sudaki çözünürlüğü basınç değişimlerinden bağımsızdır.

Anahtar Kavram

Gazların ve katıların çözünürlüğüne sıcaklık ve basıncın (kısmi basınç) etkisi.

Tahmini Süre:3m 0s

Soru 20Soru →

Aşağıdaki tabloda $X$ tuzunun farklı sıcaklıklardaki çözünürlük değerleri verilmiştir:

Sıcaklık ( $^\circ\text{C}$ )	Çözünürlük ( $\text{g } X / 100\text{ g su}$ )
$20$	$25$
$40$	$45$
$60$	$70$

Buna göre, $40\ ^\circ\text{C}$ sıcaklıkta $300\text{ g}$ su kullanılarak hazırlanan doygun çözeltide çözünmüş halde en fazla kaç gram $X$ tuzu bulunur?

45

75

135

210

435

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $135$

Cevap

135\text{ g } X

tuzu çözünmüştür.

Tabloya göre

40\ ^\circ\text{C}

sıcaklıkta

100\text{ g}

su en fazla

45\text{ g } X

tuzu çözebilmektedir. Çözücü miktarı

300\text{ g}

olduğuna göre, bu miktar

100\text{ g}

suyun

3

katıdır. Dolayısıyla çözünebilecek tuz miktarı da

3

katına çıkacaktır:

3 \times 45 = 135\text{ g } X

tuzu çözünür.

Adım Adım Çözüm

1

Verilen sıcaklığa ait çözünürlük değerini tablodan okumak

40\ ^\circ\text{C}

sıcaklıkta çözünürlük

45\text{ g } X / 100\text{ g su}

'dur.

Hesaplamada doğru sıcaklıktaki çözünürlük oranını kullanmak gerekir.

2

Çözücü miktarı ile çözünürlük oranı arasında doğru orantı kurmak

100\text{ g}

su en fazla

45\text{ g } X

çözerse,

300\text{ g}

su en fazla

x

gram

X

çözer. Buradan

x = \frac{300 \times 45}{100}

bağıntısı kurulur.

Çözünürlük,

100\text{ g}

su için tanımlanmış bir orandır.

3

Matematiksel işlemi tamamlayarak maksimum çözünen tuz kütlesini hesaplamak

x = 3 \times 45 = 135\text{ g}

olarak bulunur.

Çözeltideki çözünmüş tuz miktarını bulmak.

Anahtar Kavram

Çözünürlük tanımı ve doygun çözeltilerdeki çözünen kütlesinin doğru orantı kullanılarak hesaplanması.

Tahmini Süre:1m 0s

Sıvı Çözeltiler ve Çözünürlük

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Alternatif Yöntem

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm