Sıvı Çözeltiler ve Çözünürlük Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) — Sayfa 4

Soru 61Soru →

Sabit hacimli kapalı bir kapta, $25^\circ\text{C}$ sıcaklıkta, sulu çözeltisiyle dengede olan $CO_2$ gazı bulunmaktadır:

CO_2(g) \rightleftharpoons CO_2(suda) \quad \Delta H < 0

Bu sisteme yapılan bazı işlemler sonucu $CO_2$ gazının çözünürlüğündeki değişimlerle ilgili;

I. Sıcaklık artır��lırsa $CO_2$ gazının çözünürlüğü azalır.
II. Kaba aynı sıcaklıkta $He$ gazı eklenerek toplam basınç iki katına çıkarılırsa $CO_2$ gazının çözünürlüğü artar.
III. Kaba aynı sıcaklıkta $CO_2$ gazı eklenerek gaz fazındaki kısmi basıncı artırılırsa $CO_2$ gazının çözünürlüğü artar.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

Yalnız III

I ve II

I ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve III

Cevap

I ve III yargıları doğrudur.

Sıcaklık artışı ekzotermik olan gaz çözünme tepkimesinde dengeyi sola kaydırarak çözünürlüğü azaltır. Gazın kendi kısmi basıncının artması ise çözünürlüğü artırır. İnert helyum gazı eklenmesi kısmi basıncı etkilemediği için çözünürlüğü değiştirmez.

Adım Adım Çözüm

1

Sıcaklık değişiminin çözünürlüğe etkisini belirlemek.

Sıcaklık artışı dengeyi sola kaydırır ve çözünürlük azalır. I. yargı doğrudur.

Gazların suda çözünmesi ekzotermiktir (

\Delta H < 0

). Le Chatelier ilkesine göre sıcaklık artışı sistemi girenler yönüne kaydırır.

2

İnert gaz eklenmesinin etkisini değerlendirmek.

Helyum eklenmesi

CO_2

gazının kısmi basıncını ve dolayısıyla çözünürlüğünü değiştirmez. II. yarg�� yanlıştır.

Sabit hacimli kapta eklenen helyum gazı toplam basıncı artırır ancak

CO_2

gazının kısmi basıncını etkilemez. Gazların çözünürlüğü kendi kısmi basınçlarına bağlıdır.

3

Kendi gazının eklenmesinin etkisini belirlemek.

CO_2

gazı eklenmesi gazın kısmi basıncını artırır ve çözünürlük artar. III. yargı doğrudur.

Gazların çözünürlüğü kendi kısmi basıncı ile doğru orantılıdır (Henry Yasası).

Anahtar Kavram

Sıcaklık ve kısmi basıncın gazların çözünürlüğüne etkisi

Soru 62Soru →

Suda çözünmesi endotermik olan $X$ katısı ve suda çözünmesi ekzotermik olan $Y$ gazı ile hazırlanan sulu çözeltiler için;

I. Sıcaklık artırıldığında $X$ katısının ç��zünürlüğü artarken, $Y$ gazının çözünürlüğü azalır.
II. Sabit sıcaklıkta çözelti üzerindeki basınç artırıldığında $Y$ gazının çözünürlüğü artarken, $X$ katısının çözünürl��ğü belirgin bir şekilde değişmez.
III. Sabit hacimli kapalı bir kapta sulu çözeltisiyle dengede olan $Y$ gazı sistemine aynı sıcaklıkta helyum gazı eklendiğinde $Y$ gazının çözünürlüğü artar.

yargılarından hangileri doğrudur?

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 öncüllerinin yer aldığı seçenek doğrudur. Sıcaklık artışı endotermik çözünen katının çözünürlüğünü artırırken ekzotermik çözünen gazın çözünürlüğünü azaltır. Sabit sıcaklıkta basınç artışı ise gazların çözünürlüğünü artırırken katıların çözünürlüğünü etkilemez.

Sıcaklık artışı endotermik çözünen katıların çözünürlüğünü artırırken ekzotermik çözünen gazların çözünürlüğünü azaltır. Basınç artışı ise gazların çözünürlüğünü artırıp katıların çözünürlüğünü etkilemez. Bu iki durum göz önüne alındığında I ve II ifadelerini içeren seçenek doğru yanıttır.

Adım Adım Çözüm

1

Sıcaklık değişiminin çözünürlüğe etkisini analiz etmek

Sıcaklık artırıldığ��nda

X

katısının çözünürlüğü artar,

Y

gazının çözünürlüğü azalır.

X

katısının çözünmesi endotermik (ısı alan) olduğundan sıcaklık artışı çöz��nürlüğü artırır.

Y

gazının çözünmesi ekzotermik (ısı veren) olduğundan sıcaklık artışı çözünürlüğü azaltır. Bu nedenle I. öncül doğrudur.

2

Basınç değişiminin çözünürlüğe etkisini analiz etmek

Basınç artırıldığında

Y

gazının çözünürlüğü artar,

X

katısının çözünürlüğü değişmez.

Gazların çözünürlüğü üzerlerindeki kısmi basınç arttıkça artar. Katıların çözünürlüğü ise basınç değişiminden etkilenmez. Bu nedenle II. öncül doğrudur.

3

Sabit hacimli kaba helyum gazı eklenmesinin etkisini analiz etmek

Y

gazının çözünürlüğü değişmez.

Sabit hacimli kapalı kapta sıcaklık değişmeksizin helyum gazı eklenmesi kabın toplam basıncını artırsa da

Y

gazının kısmi basıncını değiştirmez. Gazların çözünürlüğü yalnızca kendi kısmi basınçlarına bağlı olduğundan

Y

gazının çözünürlüğü değişmez. Bu nedenle III. öncül yanlıştır.

Anahtar Kavram

Sıcaklık ve basınç değişimlerinin katı ve gazların sudaki çözünürlükleri üzerindeki farklı etkileri ile inert gaz eklenmesinin kısmi basınç ve çözünürlükle ilişkisi.

Soru 63Soru →

Bir endüstriyel tesisin atık su kanalından alınan $800\text{ mL}$ hacmindeki bir su örneğinin özkütlesi $1,05\text{ g/mL}$ olarak ölçülmüştür. Bu su örneğindeki suyun $340\text{ g}$ 'ı çökelme olmaksızın buharlaştırılıyor. Geriye kalan çözeltideki toksik bir metal iyonunun derişimi $80\text{ ppm}$ olarak ölçülüyor.

Buna göre, başlangıçtaki atık su örneğinde çözünmüş halde bulunan bu metal iyonunun kütlesi kaç miligramdır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 40

Cevap

Başlangıçtaki atık su örneğinde bulunan toksik metal iyonunun kütlesi

40\text{ mg}

'dır.

Toksik metal iyonunun kütlesi, son durumdaki çözeltinin kilogram cinsinden kütlesi (

0,5\text{ kg}

) ile derişim değerinin (

80\text{ ppm}

) çarpılmasıyla elde edilen

40\text{ mg}

değeridir.

Adım Adım Çözüm

1

Başlangıçtaki atık su örneğinin kütlesini hesaplamak

m_{\text{ilk}} = 840\text{ g}

Çözeltinin hacmi (

800\text{ mL}

) ve özkütlesi (

1,05\text{ g/mL}

) verilmiştir. Kütle, hacim ile özkütlenin çarpımına e��ittir (

m = V \times d

).

2

Buharlaştırma sonrası geriye kalan çözeltinin kütlesini bulmak

m_{\text{son}} = 500\text{ g}

Çözeltiden çökelme olmaksızın

340\text{ g}

su buharlaştırıldığından, kalan çözelti kütlesi başlangıç kütlesinden buharlaşan su kütlesinin çıkarılmasıyla bulunur (

840\text{ g} - 340\text{ g}

).

3

Kalan çözeltinin kütlesini kilogram birimine çevirmek

m_{\text{son}} = 0,5\text{ kg}

ppm (milyonda bir kısım) formülünde payda kısmındaki çözelti kütlesinin birimi kilogram (kg) olmalıdır.

1\text{ kg} = 1000\text{ g}

olduğundan

500\text{ g} = 0,5\text{ kg}

olur.

4

Derişim değerini kullanarak çözünen metal iyonunun kütlesini hesaplamak

m_{\text{çözünen}} = 40\text{ mg}

ppm birimi, kilogram çözelti başına düşen miligram çözünen miktarını ifade eder (

\text{ppm} = \frac{\text{mg}}{\text{kg}}

). Buradan çözünen metal iyonu kütlesi

\text{ppm} \times \text{çözelti kütlesi (kg)}

formülüyle

80 \times 0,5 = 40\text{ mg}

olarak bulunur.

Anahtar Kavram

ppm derişim birimi ve çözeltilerin kütlece korunumu

Alternatif Yöntem

PPM tanımı gereği

10^6\text{ g}

çözeltide çözünen madde miktarı gram cinsinden hesaplanabilir.

500\text{ g}

çözeltide

x

gram madde varsa,

10^6\text{ g}

çözeltide

80\text{ g}

madde bulunur. Buradan içler dışlar çarpımı ile

x = 0,04\text{ g}

bulunur. Bu değer miligrama çevrildiğinde

0,04 \times 1000 = 40\text{ mg}

elde edilir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 64Soru →

Kütlece $\%20$ ’lik bir $X$ sulu çözeltisinin yoğunluğu $1,2\text{ g/mL}$ ’dir. Bu çözeltinin $200\text{ mL}$ ’sinde $0,6\text{ mol}$ çözünmüş $X$ maddesi bulunduğuna göre, $X$ bileşiğinin mol kütlesi kaç $\text{g/mol}$ ’dür?

40

60

80

100

120

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 80

Cevap

80

Çözeltinin molaritesi

M = \frac{n}{V}

formülüyle

3\text{ M}

olarak bulunur. Molarite ile yoğunluk ve kütlece yüzde derişim arasındaki ilişkiyi gösteren

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

formülü kullanıldığında,

3 = \frac{10 \cdot 1,2 \cdot 20}{M_A}

eşitliğinden

M_A = 80\text{ g/mol}

değeri elde edilir. Alternatif olarak; çözeltinin kütlesi

200\text{ mL} \cdot 1,2\text{ g/mL} = 240\text{ g}

'dır. Çözünen kütlesi

240\text{ g} \cdot 0,20 = 48\text{ g}

olur.

0,6\text{ mol}

madde

48\text{ g}

ise, mol kütlesi

80\text{ g/mol}

olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Çözeltinin molar derişimini (

M

) hesaplamak.

M = \frac{n}{V} = \frac{0,6\text{ mol}}{0,2\text{ L}} = 3\text{ M}

Çözeltinin birim hacmindeki çözünen madde miktarını bulmak.

2

Molarite, yoğunluk (

d

), kütlece yüzde derişim (

\%

) ve mol kütlesi (

M_A

) arasındaki ilişkiyi veren formülü uygulamak.

M = \frac{10 \cdot d \cdot \%}{M_A} \implies 3 = \frac{10 \cdot 1,2 \cdot 20}{M_A}

Çözeltinin yoğunluk ve yüzde derişim değerlerinden faydalanarak çözünenin mol kütlesini belirlemek.

3

Denklemi çözerek

M_A

değerini yalnız bırakmak.

M_A = \frac{240}{3} = 80\text{ g/mol}

Bilinmeyen

X

maddesinin mol kütlesine ulaşmak.

Anahtar Kavram

Molarite, Yoğunluk ve Kütlece Yüzde İlişkisi

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