Derişim Birimleri (Molarite, ppm) Konu Anlatımı

Derişim Birimleri (Molarite, ppm)

Bir çözeltide bulunan çözünmüş madde miktarı farklı biçimlerde ifade edilebilir. Bir bardak meyve suyundaki şeker miktarı ile içme suyundaki çok küçük miktardaki mineral veya iyon miktarını aynı derişim birimiyle ifade etmek her zaman uygun değildir. Bu nedenle derişim birimi seçilirken çözünen miktarı, çözelti hacmi, fiziksel hâl ve kullanım alanı dikkate alınır.

Bir çözeltideki çözünmüş madde miktarının ölçüsüne **derişim (konsantrasyon)** denir.

Bu konuda iki temel derişim birimi ele alınır:

• **Molar derişim (molarite)**
• **Milyonda bir derişim (ppm)**

Molar Derişim Nedir?

Molar derişim, bir litre çözeltide bulunan çözünmüş maddenin mol sayısını ifade eder.

Molaritenin sembolü **M** harfidir ve “molar” şeklinde okunur.

Örneğin 2 M bir çözelti, her 1 L çözeltide 2 mol çözünen bulunduğunu ifade eder.

Molarite hesaplanırken kullanılan hacim **çözücünün hacmi değil, toplam çözeltinin hacmidir**.

Mol Sayısı ile Molarite Arasındaki İlişki

Çözelti hacmi sabitken çözünen maddenin mol sayısı arttıkça molar derişim artar.

Örneğin:

• 0,2 mol HCl / 0,1 L çözelti → 2 M
• 1 mol H₂SO₄ / 2 L çözelti → 0,5 M
• 6 mol NaOH / 2 L çözelti → 3 M
• 2 mol KNO₃ / 2 L çözelti → 1 M
• 3 mol MgCl₂ / 4 L çözelti → 0,75 M

Bu örnekler, molar derişimin çözünen mol sayısının çözelti hacmine oranı olduğunu gösterir.

Molarite Hesaplama

Molarite bağıntısı:

**M = n / V**

Örnek:

1,25 mol HBr ile 0,5 L çözelti hazırlanıyor.

M = 1,25 / 0,5

M = **2,5 mol/L**

Kütleden Molarite Hesaplama

Bazı sorularda çözünenin mol sayısı doğrudan verilmez. Önce kütleden mol sayısı bulunur:

**n = m / Mₐ**

Burada:

• n → mol sayısı
• m → madde kütlesi
• Mₐ → mol kütlesi

Daha sonra bulunan mol sayısı molarite bağıntısında kullanılır.

KOH Örneği

5,6 g KOH, saf suda çözülerek çözelti hacmi 2 L'ye tamamlanıyor.

KOH mol kütlesi:

39 + 16 + 1 = **56 g/mol**

Mol sayısı:

n = 5,6 / 56 = **0,1 mol**

Molarite:

M = 0,1 / 2 = **0,05 M**

Molariteden Kütle Hesaplama

Molarite ve çözelti hacmi biliniyorsa önce mol sayısı:

**n = M × V**

ile bulunabilir.

Daha sonra:

**m = n × Mₐ**

bağıntısıyla kütle hesaplanır.

CaCl₂ Örneği

3 M, 0,5 L CaCl₂ çözeltisinde:

n = 3 × 0,5 = **1,5 mol**

CaCl₂ mol kütlesi:

40 + 2×35 = **110 g/mol**

m = 1,5 × 110

m = **165 g**

Derişik ve Seyreltik Çözeltiler

Aynı maddenin çözeltileri karşılaştırılırken birim hacimde daha fazla çözünen madde içeren çözeltiye **derişik**, daha az çözünen madde içeren çözeltiye **seyreltik** denir.

Derişik ve seyreltik kavramları **bağıl kavramlardır**. Bir çözelti başka bir çözeltiye göre derişik veya seyreltik olarak nitelendirilir.

Kitaptaki tuzlu su örneğinde çözücü hacimleri aynı olduğunda:

• 100 mL su + 15 g tuz
• 100 mL su + 25 g tuz

karşılaştırılırsa ikinci çözelti birinciye göre daha derişiktir.

Seyreltme ve Deriştirme

Bir çözeltide çökme olmadan:

• çözücü eklemek,
• çözücüyü buharlaştırmak

çözünen maddenin toplam mol sayısını değiştirmez.

Bu nedenle:

**n₁ = n₂**

Molarite bağıntısından:

**M₁V₁ = M₂V₂**

eşitliği elde edilir.

Bu bağıntı, derişimi bilinen bir çözeltiden daha seyreltik veya daha derişik çözelti hazırlanırken kullanılabilir.

Çözücü Ekleme ile Seyreltme

Bir çözeltiye saf çözücü eklendiğinde:

• çözünen mol sayısı değişmez,
• toplam çözelti hacmi artar,
• molarite azalır.

NaOH Seyreltme Örneği

250 mL 4 M NaOH çözeltisine 150 mL saf su ekleniyor.

Son hacim:

250 + 150 = **400 mL**

M₁V₁ = M₂V₂

4 × 250 = M₂ × 400

M₂ = **2,5 M**

Bu sonuç, çözücü eklenince derişimin azaldığını gösterir.

Çözücü Buharlaştırma ile Deriştirme

Çökme olmadan çözücünün bir kısmı buharlaştırılırsa:

• çözünen mol sayısı değişmez,
• çözelti hacmi azalır,
• molarite artar.

NaOH Buharlaştırma Örneği

4 g NaOH ile hazırlanan 200 mL çözeltiden çökme olmaksızın 100 mL su buharlaştırılıyor.

NaOH mol kütlesi:

23 + 16 + 1 = **40 g/mol**

n = 4 / 40 = **0,1 mol**

Yeni hacim:

200 − 100 = **100 mL = 0,1 L**

M = 0,1 / 0,1

M = **1 M**

Stok Çözelti

Laboratuvarlarda derişimi bilinen ve başka çözeltileri hazırlamak için kullanılan çözeltilere **stok çözelti** denir.

Stok çözeltiden çözücü eklenerek daha düşük derişimli çözeltiler hazırlanabilir.

Konsantre Ürün Örneği

10 M, 100 mL konsantre bir ürünün tamamı kullanılarak 0,1 M çözelti hazırlanacaksa:

M₁V₁ = M₂V₂

10 × 0,1 = 0,1 × V₂

V₂ = **10 L**

Bu örnek, küçük hacimli yüksek derişimli stok çözeltiden çok daha büyük hacimde düşük derişimli ürün hazırlanabileceğini gösterir.

Seri Seyreltme

Kitaptaki kontrol noktasında 10 M NaCl çözeltisinden 1 mL alınarak 9 mL su ile karıştırma işlemi art arda uygulanır.

Her aşamada toplam hacim 10 katına çıktığından molarite 10 kat azalır:

• başlangıç → 10 M
• 1. seyreltme → **1 M**
• 2. seyreltme → **0,1 M**
• 3. seyreltme → **0,01 M**
• 4. seyreltme → **0,001 M**

Bu örnek, art arda yapılan seyreltmelerde derişimin nasıl azaldığını gösterir.

Çözelti Hacmi ile Çözücü Hacmini Karıştırmamak

Molarite hesaplamalarında en önemli noktalardan biri, formülde kullanılan V değerinin **toplam çözelti hacmi** olmasıdır.

Örneğin 50 mL 1 M sakkaroz çözeltisi hazırlamak isteyen bir öğrenci:

• 17,1 g sakkaroz,
• 50 mL su

kullanırsa oluşan çözeltinin hacmi 50 mL olmak zorunda değildir.

Kitaptaki örnekte son hacim 56 mL ölçülmüştür.

17,1 g sakkaroz:

17,1 / 342 = **0,05 mol**

Gerçek molarite:

M = 0,05 / 0,056 ≈ **0,89 M**

Bu değer 1 M'den küçüktür.

Öğrencinin hatası, çözücü hacmi olan 50 mL'yi çözelti hacmi olarak kabul etmesidir.

Limonata Örneği

1 L limonatada 10,26 g sakkaroz bulunmaktadır.

Sakkaroz mol kütlesi:

342 g/mol

n = 10,26 / 342 = **0,03 mol**

M = 0,03 / 1 = **0,03 M**

10 mL limonata:

0,01 L

n = M × V

n = 0,03 × 0,01

n = **0,0003 mol**

Bu örnek, günlük yaşam ürünlerinde de molar derişimin kullanılabileceğini gösterir.

ppm Nedir?

Bazı çözeltilerde çözünen madde miktarı çok küçüktür. Bu tür durumlarda molarite yerine **ppm** birimi kullanılabilir.

ppm, **milyonda bir derişim** anlamına gelir.

Kitaptaki tanıma göre:

**Bir litre çözeltide veya 1 kg çözeltide çözünen maddenin mg cinsinden kütlesi ppm değerini verir.**

Bu nedenle:

• 1 L çözeltide 1 mg çözünen → **1 ppm**
• 1 kg çözeltide 1 mg çözünen → **1 ppm**

ppm Nerelerde Kullanılır?

ppm çok küçük derişimleri ifade etmek için uygundur.

Kitapta:

• topraktaki mineral miktarlarının belirtilmesi,
• havadaki karbon dioksit miktarının ifade edilmesi

ppm kullanımına örnek verilir.

Ayrıca maden suyundaki çok küçük miktardaki iyonlar da ppm ile ifade edilebilir.

Havadaki CO₂ Örneği

1000 cm³ hava:

1000 cm³ = **1 L**

Bu hacimde 380 mg CO₂ bulunuyorsa:

**380 ppm**

olarak ifade edilir.

Maden Suyu Örneği

200 mL maden suyunda 5 mg SO₄²⁻ iyonu bulunuyorsa:

200 mL = 0,2 L

1 L'deki miktar:

5 / 0,2 = **25 mg/L**

Dolayısıyla derişim:

**25 ppm**

olarak ifade edilir.

Molarite mi ppm mi?

Derişim biriminin seçiminde çözünen miktarı ve kullanım alanı önemlidir.

Kitaptaki örneklerde:

• limonata içindeki şeker → molarite
• turşu suyundaki tuz → molarite
• havadaki CO₂ → ppm
• maden suyundaki SO₄²⁻ → ppm

ile ifade edilir.

Bu nedenle çok az miktardaki çözünen maddeler için ppm daha kullanışlıdır.

Sık Karıştırılan Noktalar

• Molarite bir litre **çözelti** içindeki mol sayısıdır.
• Molarite hesaplarında çözücü hacmi değil toplam çözelti hacmi kullanılır.
• mL cinsinden hacim L'ye çevrilmelidir.
• Kütle verilirse önce mol sayısı hesaplanabilir.
• Seyreltmede çözünen mol sayısı değişmez.
• Çözücü eklenirse hacim artar, molarite azalır.
• Çözücü buharlaştırılırsa hacim azalır, molarite artar.
• M₁V₁ = M₂V₂ bağıntısı çözünen mol sayısı korunuyorsa kullanılabilir.
• Derişik ve seyreltik bağıl kavramlardır.
• Derişik ve doymuş aynı kavram değildir.
• ppm çok küçük derişimlerin ifadesinde kullanılır.
• 1 ppm, 1 L çözeltide 1 mg veya 1 kg çözeltide 1 mg çözünen anlamına gelir.
• ppm hesaplarında mL-L ve g-mg dönüşümlerine dikkat edilmelidir.

Soru Çözerken Kullanılabilecek Yaklaşım

1. Sorunun molarite mi ppm mi sorduğunu belirle.
2. Molaritede çözünen mol sayısını belirle.
3. Hacmi litreye çevir.
4. M = n/V bağıntısını kullan.
5. Kütle verilmişse önce n = m/Mₐ ile molü bul.
6. Molarite ve hacim verilmişse n = M×V ile molü bul.
7. Kütle isteniyorsa mol sayısını mol kütlesiyle çarp.
8. Seyreltme veya buharlaştırmada çözünen mol sayısının korunup korunmadığını kontrol et.
9. Uygunsa M₁V₁ = M₂V₂ bağıntısını kullan.
10. Molaritede çözücü hacmi değil toplam çözelti hacmini kullan.
11. ppm sorusunda çözünen kütlesini mg cinsine çevir.
12. Çözelti hacmini 1 L'ye veya çözeltinin kütlesini 1 kg'a göre ölçeklendir.

Konu Özeti

Derişim, çözeltideki çözünmüş madde miktarının ölçüsüdür. Molarite, bir litre çözeltideki çözünen mol sayısını ifade eder ve M=n/V bağıntısıyla hesaplanır. Seyreltme veya çözücü buharlaştırma işlemlerinde çözünen mol sayısı değişmiyorsa M₁V₁=M₂V₂ bağıntısı kullanılabilir. Çok küçük derişimlerin ifade edilmesinde ppm kullanılır; 1 ppm, 1 L çözeltide veya 1 kg çözeltide 1 mg çözünen anlamına gelir.

Konuyu Bitirdiğinde Bunları Yapabiliyor Olmalısın

• Derişim kavramını açıklayabilmelisin.
• Molariteyi tanımlayabilmelisin.
• M=n/V bağıntısını kullanabilmelisin.
• Kütleden molarite hesaplayabilmelisin.
• Molariteden çözünen kütlesini bulabilmelisin.
• Seyreltme ve deriştirme işlemlerini yorumlayabilmelisin.
• M₁V₁=M₂V₂ bağıntısını doğru yerde kullanabilmelisin.
• Derişik ve seyreltik çözeltileri karşılaştırabilmelisin.
• Çözelti hacmi ile çözücü hacmini ayırt edebilmelisin.
• ppm birimini tanımlayıp temel ppm hesaplarını yapabilmelisin.
• Hangi durumlarda molarite, hangi durumlarda ppm kullanılacağını ayırt edebilmelisin.