Çözünürlük Konu Anlatımı

Çözünürlük

Aynı miktardaki bir çözücü, farklı maddelerden aynı miktarı çözemez. Örneğin 100 g suya aynı sıcaklıkta farklı katılar eklendiğinde her birinin çözünebilen maksimum miktarı farklı olabilir. Bu farkı ifade etmek için **çözünürlük** kavramı kullanılır.

Çözünürlük, bir maddenin belirli koşullarda bir çözücü içinde ne kadar çözünebileceğini nicel olarak ifade eder. Bu nedenle çözünürlük yalnız “çözünür / çözünmez” biçiminde bir nitelendirme değildir; çözünebilen **maksimum madde miktarını** gösteren ölçülebilir bir özelliktir.

Çözünürlük Neden Maksimum Miktarı İfade Eder?

Bir çözücüye çözünen eklenmeye devam edildiğinde bir noktaya kadar eklenen madde çözünür. Belirli sıcaklık ve basınçta çözücünün çözebileceği maksimum miktara ulaşıldığında bundan sonra eklenen fazla madde çözünmeden kabın dibinde kalabilir.

Bu nedenle bir deneyde:

• eklenen toplam katı miktarı,
• kabın dibinde kalan katı miktarı

biliniyorsa çözünen miktar hesaplanabilir.

**Çözünen miktar = Eklenen miktar − Çöken miktar**

Bu sonuç 100 g suya göre verilmişse doğrudan çözünürlük değeri elde edilir.

Çözücü Miktarı Değişirse Çözünebilen Miktar da Değişir

Çözünürlük çoğunlukla 100 g su için ifade edilir. Ancak çözücü miktarı 100 g'dan farklıysa çözünebilen maksimum madde miktarı da aynı oranda değişir.

Örneğin KBr'nin 20 °C'deki çözünürlüğü 65,3 g/100 g su ise:

• 100 g su → 65,3 g KBr
• 200 g su → 130,6 g KBr

çözebilir.

Kitaptaki kanıt kartında 200 g suya 140 g KBr eklendiğinde 9,4 g KBr'nin dibe çökmesi bunu doğrular:

140 − 9,4 = **130,6 g**

200 g sudaki 130,6 g çözünmüş KBr, 100 g su için 65,3 g değerine karşılık gelir.

NaNO₃ İçin 20 °C'deki Çözünürlük

Kitaptaki kanıt kartında 20 °C'de 100 g suya 90 g NaNO₃ ekleniyor ve 2,4 g NaNO₃ çözünmeden kalıyor.

Çözünen miktar:

90 − 2,4 = **87,6 g**

Dolayısıyla NaNO₃'ün 20 °C'deki çözünürlüğü:

**87,6 g/100 g su**

200 g suya 180 g NaNO₃ eklendiğinde 4,8 g katı kalması da aynı sonucu verir:

180 − 4,8 = 175,2 g çözünür.

175,2 / 2 = **87,6 g/100 g su**

Bu örnek, çözünürlüğün çözücü miktarından bağımsız bir madde özelliği olarak belirli koşullarda 100 g çözücüye göre ifade edildiğini gösterir.

Sıcaklık Değiştiğinde Çözünürlük Değeri Değişebilir

Katı maddeler farklı sıcaklıklarda farklı çözünürlük değerlerine sahip olabilir. Bu nedenle çözünürlük değeri verilirken sıcaklık mutlaka dikkate alınmalıdır.

Kitaptaki örneklerde KBr ve NaNO₃ için sıcaklık arttıkça çözünürlüğün arttığı görülür.

KBr

• 20 °C → **65,3 g/100 g su**
• 60 °C → **85,5 g/100 g su**
• 80 °C → **94,9 g/100 g su**

NaNO₃

• 20 °C → **87,6 g/100 g su**
• 60 °C → **122 g/100 g su**
• 80 °C → **148 g/100 g su**

Çözünürlük Grafikleri Nasıl Okunur?

Çözünürlük grafiğinde genellikle:

• yatay eksende sıcaklık,
• düşey eksende çözünürlük (g/100 g su)

bulunur.

Grafikte belirli bir sıcaklık seçildikten sonra eğriye gidilir ve düşey eksenden o sıcaklıktaki çözünürlük değeri okunur.

Grafik:

• sıcaklık arttıkça çözünürlüğün arttığını,
• azaldığını

veya

• yaklaşık sabit kaldığını

gösterebilir.

Bu nedenle grafiği yorumlarken eğrinin yönüne bakmak gerekir.

KBr Çözünürlük Grafiğini Yorumlama

Kitaptaki KBr verilerine göre:

• 20 °C'de 65,3 g,
• 60 °C'de 85,5 g,
• 80 °C'de 94,9 g

KBr, 100 g suda çözünebilir.

Örneğin 60 °C'de 100 g suya 90 g KBr eklendiğinde 4,5 g katı kalır:

90 − 4,5 = **85,5 g**

80 °C'de 100 g suya 90 g KBr eklendiğinde ise katı kalmaz. Çünkü 90 g, bu sıcaklıktaki maksimum çözünme miktarı olan 94,9 g'ın altındadır.

80 °C'de 100 g suya 100 g KBr eklenirse:

100 − 94,9 = **5,1 g**

katı çözünmeden kalır.

NaNO₃ Çözünürlük Grafiğini Yorumlama

60 °C'de NaNO₃ çözünürlüğü 122 g/100 g sudur.

Bu nedenle:

• 100 g suya 122 g NaNO₃ eklenirse tamamı çözünebilir.
• 150 g NaNO₃ eklenirse 28 g çözünmeden kalır.

Çünkü:

150 − 122 = **28 g**

80 °C'de NaNO₃ çözünürlüğü 148 g/100 g sudur.

150 g NaNO₃ eklenirse:

150 − 148 = **2 g**

çözünmeden kalır.

Bu tür sorularda çözünürlük değeri ile eklenen madde miktarının karşılaştırılması yeterlidir.

NaCl Örneği

Kitapta sodyum klorürün sudaki çözünürlüğü 20 °C'de:

**35,7 g/100 g su**

olarak verilir.

Bu, 20 °C'de 100 g suyun en fazla 35,7 g NaCl çözebileceği anlamına gelir.

35,7 g'dan fazla NaCl eklenirse, aynı koşullar korunuyorsa fazla kısım çözünmeden kalır.

KNO₃ Örneği

Kitapta KNO₃ için:

• 20 °C → **31,6 g/100 g su**
• 80 °C → **167,1 g/100 g su**

değerleri verilir.

Bu iki değer, aynı maddenin farklı sıcaklıklarda farklı çözünürlüğe sahip olabildiğini açıkça gösterir.

Soğutma ve Kristallenme

Belirli bir sıcaklıkta çözebileceği maksimum katı miktarını içeren bir çözelti soğutulduğunda çözünürlük azalırsa, artık çözeltide kalamayan fazla madde kristallenebilir veya kabın dibinde katı olarak ayrılabilir.

Kitaptaki değerlendirme sorusunda 60 °C'de hazırlanmış iki çözelti 20 °C'ye soğutulur.

Sakkaroz

60 °C: 288,9 g/100 g su

20 °C: 201,9 g/100 g su

Kristallenebilecek miktar:

288,9 − 201,9 = **87,0 g**

NaCl

60 °C: 37,1 g/100 g su

20 °C: 35,7 g/100 g su

Kristallenebilecek miktar:

37,1 − 35,7 = **1,4 g**

Bu nedenle aynı miktar suyla hazırlanmış çözeltiler 60 °C'den 20 °C'ye soğutulduğunda sakkaroz çözeltisinde çok daha fazla katı ayrılması beklenir.

X ve Y Maddelerinin Grafik Yorumu

Kitaptaki kontrol noktasında X ve Y katılarına ait sıcaklık-çözünürlük grafiği verilir.

Grafikte:

• X'in çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalır.
• Y'nin çözünürlüğü sıcaklık arttıkça artar.

Bu nedenle 50 °C'de maksimum miktarı çözmüş çözeltilerde çökelme oluşturmak için:

• X çözeltisinin sıcaklığı **artırılmalıdır**; çünkü X'in çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalır.
• Y çözeltisinin sıcaklığı **azaltılmalıdır**; çünkü Y'nin çözünürlüğü sıcaklık düştüğünde azalır.

Bu örnek, çözünürlük grafiğinin yönünü doğru okumanın önemini gösterir.

Çözünürlüğün Ayırt Edici Özellik Olması

Kitap, çözünürlüğün maddelerin tanımlanmasında önemli bir ayırt edici özellik olduğunu belirtir.

Aynı çözücü ve aynı koşullarda farklı maddeler farklı miktarlarda çözünebilir. Bu nedenle çözünürlük değerleri maddeleri karşılaştırmada kullanılabilir.

Deniz Suyunun Tuzluluğu ile Çözünürlük Arasındaki Fark

Deniz suyunun tuzluluğu, deniz suyunda bulunan toplam çözünmüş katı madde miktarını ifade eder. Kitapta deniz ve okyanusların ortalama tuzluluğu yaklaşık binde 34,7 olarak verilir; yani 1000 g deniz suyunda yaklaşık 34,7 g çözünmüş madde bulunur.

Bu değer bir **çözünürlük sınırı** değildir. Çözünürlük, belirli koşullarda çözücüde çözünebilen maksimum madde miktarını ifade eder. Tuzluluk ise var olan çözünmüş madde miktarını bildirir.

Yapay Deniz Suyu Örneği

Kitaptaki kontrol noktasında 1 kg su için bazı bileşiklerin miktarları verilir:

• NaCl → 23,45 g
• MgCl₂ → 4,98 g
• Na₂SO₄ → 3,92 g
• CaCl₂ → 1,10 g
• KCl → 0,66 g
• NaHCO₃ → 0,192 g
• KBr → 0,096 g
• H₃BO₃ → 0,026 g
• SrCl₂ → 0,024 g
• NaF → 0,003 g

2 kg su kullanılırsa bütün miktarlar iki katına çıkar.

Bu tablo çözünürlük sınırını değil, yapay deniz suyu hazırlamada kullanılacak madde miktarlarını gösterir.

Günlük Yaşam ve Bilimde Çözünürlük

Çözünürlük bilgisi:

• çözelti hazırlamada,
• laboratuvar uygulamalarında,
• tepkimelerin kontrol edilmesinde,
• ilaç geliştirmede,
• kristallenme süreçlerini yorumlamada

önemlidir.

Kitapta düşük çözünürlüklü ilaç etken maddelerinin ilaç geliştirme sürecinde tercih edilmediği örneği verilir.

Sık Karıştırılan Noktalar

• Çözünürlük, çözünmüş mevcut miktar değil maksimum çözünebilen miktardır.
• Çözünürlük belirli sıcaklık ve basınç için tanımlanır.
• Katılar için birim genellikle g/100 g su biçimindedir.
• Eklenen madde ile çözünen madde miktarı aynı olmak zorunda değildir.
• Çöken madde varsa çözünmüş miktar = eklenen − çöken.
• 200 g su için çözünebilen miktar, 100 g suya göre verilen değerin iki katıdır.
• Çözünürlük grafiğinde sıcaklık ve çözünürlük eksenleri doğru okunmalıdır.
• Soğutma her madde için aynı sonucu vermez; grafik yönü önemlidir.
• Tuzluluk ile çözünürlük aynı kavram değildir.
• Çözünürlük maddeler için ayırt edici bir özelliktir.

Soru Çözerken Kullanılabilecek Yaklaşım

1. Soruda verilen sıcaklığı belirle.
2. Çözücünün kaç gram olduğunu belirle.
3. Çözünürlük değeri 100 g su için verilmişse çözücü miktarına göre orantı kur.
4. Eklenen madde miktarını maksimum çözünebilen miktarla karşılaştır.
5. Eklenen miktar fazlaysa fark kadar katı çözünmeden kalır.
6. Deney sorusunda eklenen miktardan çöken miktarı çıkararak çözünen miktarı bul.
7. Grafik sorusunda önce sıcaklığı, sonra eğriyi ve çözünürlük değerini oku.
8. Soğutma sorusunda yüksek ve düşük sıcaklıktaki çözünürlük farkını hesapla.
9. Çözücü miktarı 100 g değilse farkı çözücü miktarına göre ölçeklendir.
10. Tuzluluk değerini çözünürlük sınırıyla karıştırma.

Konu Özeti

Çözünürlük, belirli sıcaklık ve basınçta 100 g ya da 100 cm³ çözücüde çözünebilen maksimum madde miktarıdır. Katıların sudaki çözünürlüğü genellikle g/100 g su birimiyle ifade edilir. Deneylerde çözünen miktar, eklenen miktardan çözünmeden kalan miktar çıkarılarak bulunabilir. Farklı maddelerin ve aynı maddenin farklı sıcaklıklardaki çözünürlükleri farklı olabilir. Çözünürlük grafikleri, çözeltide ne kadar madde çözünebileceğini ve sıcaklık değişiminde kristallenme olup olmayacağını yorumlamada kullanılır.

Konuyu Bitirdiğinde Bunları Yapabiliyor Olmalısın

• Çözünürlüğü doğru tanımlayabilmelisin.
• g/100 g su birimini yorumlayabilmelisin.
• Eklenen ve çöken miktardan çözünürlüğü hesaplayabilmelisin.
• Farklı çözücü miktarları için maksimum çözünen miktarı bulabilmelisin.
• KBr ve NaNO₃ kanıt kartlarını yorumlayabilmelisin.
• NaCl ve KNO₃ çözünürlük değerlerini okuyabilmelisin.
• Çözünürlük grafiklerini yorumlayabilmelisin.
• Soğutma sonucu kristallenecek miktarı hesaplayabilmelisin.
• X ve Y grafiğinde sıcaklık değişimine göre çözünürlük yönünü belirleyebilmelisin.
• Tuzluluk ile çözünürlüğü birbirinden ayırt edebilmelisin.