Konu Anlatımı
Bu derste ne öğreneceğiz?
Bu derste Çözünme Olayının Sınıflandırılması konusunu atomdan moleküle doğru kuracağız. Parçacıkların nasıl dizildiğini ve sayıların nereden geldiğini birlikte göreceğiz.
Dersten sonra şunları yapabiliyor olmanız gerekiyor:
- Kazanım 1: Çözünme olayını fiziksel ve kimyasal çözünme olarak ikiye ayırarak ayrım ölçütünü açıklamak
- Kazanım 2: Benzer benzeri çözer ilkesini kutuplu ve apolar çözücü çözünen örnekleriyle ilişkilendirmek
- Kazanım 3: İyon-dipol etkileşimi ile suyun kutupluluğu ve hidrojen bağının iyonik maddelerin çözünmesindeki rolünü açıklamak
- Kazanım 4: Kısmi çözünme, doygun ve doymamış çözelti ile kristalleşme süreçlerini örneklerle tanımlamak
- Kazanım 5: Çözünme hızı ile çözünürlük kavramlarını birbirinden ayırarak etkilerini karşılaştırmak
Ön bilgi: bundan önce gördüğümüz
Bu konunun dayandığı temel Koligatif Özellikler başlığıdır. Koligatif Özellikler konusunda kazanılan bilgiyi burada yeniden kullanacağız, bu yüzden o konudaki tanım ve çıkarımları hatırlamak işimizi kolaylaştırır.
- Koligatif Özellikler — bu derste kullandığımız temel kavram buradan geliyor.
- Karışımları Ayırma Yöntemleri — bu derste kullandığımız temel kavram buradan geliyor.
1. Çözünme olayı ve ilk sınıflandırma
Bir maddenin başka bir madde içinde tanecik düzeyinde dağılmasına çözünme denir. Bileşenlerden hacimce daha büyük olan ve diğerini çözen maddeye çözücü, onun içinde dağılan maddeye çözünen denir. Suda şekerin erimesi tipik bir örnektir.
Çözünme iki ana başlıkta incelenir. Fiziksel çözünmede çözünen madde yalnızca kendi taneciklerine ayrılır; taneciklerin yapısı ve cinsi değişmez. Kimyasal çözünmede ise çözünen madde çözücüyle tepkimeye girer, çözücünün bir bölümü harcanır ve ortaya yeni maddeler oluşur. Bu yüzden kimyasal çözünmede çözeltide çözünenin kendisinden başka maddeler de bulunur.
2. Fiziksel çözünme: iyonik ağ ve iyon-dipol etkileşimi
İyonik kristallerde pozitif ve negatif iyonlar elektrostatik çekim kuvvetiyle sıkı sıkıya bağlıdır; bu düzen iyonik ağ ya da örten kafes olarak adlandırılır. Sodyum klorür suya eklendiğinde iyonlar bu kafesden kopar. Su molekülünün pozitif hidrojen ucu Na+ iyonuna, negatif oksijen ucu ise Cl− iyonuna yönelerek iyon-dipol etkileşimi oluşturur. Yeni etkileşimler iyonik kafesdeki elektrostatik çekimden daha güçlü olduğu için ağ dağılır.
Suyun iyonik maddeleri çözme gücü üç özelliğinden gelir: yüksek dielektrik katsayısı sayesinde iyonlar arasındaki elektrostatik çekimi zayıflatması, moleküllerinin kutuplu olması nedeniyle iyonlarla iyon-dipol etkileşimi kurabilmesi ve hidrojen bağı oluşturabilmesi.
3. Kimyasal çözünme ve benzer benzeri çözer ilkesi
Bazı maddeler suyla doğrudan tepkimeye girer. Kükürt dioksit suyla sülfüröz asit verir, amonyak suda amonyum hidroksit oluşumu dengesine girer, sodyum oksit ise suyla sodyum hidrokside dönüşür. Bunlarda çözünen madde kaybolup yeni türler oluştuğu için çözünme kimyasaldır.
Moleküler yapıdaki maddelerde çözünürlüğün temel belirleyicisi benzer benzeri çözer ilkesidir. Kutuplu çözücüler (su, etanol) kutuplu çözünenleri (şeker, tuz, etanol), apolar çözücüler (kuru eter, benzin, hekzan) ise apolar çözünenleri (iyot, naftalin, kükürt) çözer. Kutupluluk farkı büyüdükçe çözünürlük azalır.
| Karşılaştırma ölçütü | Kutuplu çözücü (su) | Apolar çözücü (hekzan) |
|---|
| Kutuplu çözünen | İyi çözünür | Yalnızca çok az çözünür |
| Apolar çözünen | Yalnızca çok az çözünür | İyi çözünür |
| İyonik çözünen | İyon-dipol etkileşimiyle çözünür | Prizmatik düzen bozulur, çözünmez |
4. Kısmi çözünme, doygunluk ve kristalleşme
Bir madde çözücüsünde tamamen erimezse kısmi çözünme gerçekleşmiş olur; geriye kalan katı madde kabın tabanında birikir. Çözünen miktarı, o sıcaklıktaki çözünürlük değerine eşitse çözelti doymuş, daha küçükse doymamış olur.
Sıcak doygun bir çözelti soğutulduğunda çözünürlük düşer, fazla çözünen dışarı atılır ve düzenli geometrik yapılı katılar oluşur. Bu olaya kristalleşme denir. Kristalleşme sürdüğü sürece çözelti doymuş hâlde kalır ve katı ile çözelti arasında denge kurulur.
5. Çözünme hızı ile çözünürlük farkı
Çözünme hızı, birim zamanda çözünen madde miktarıdır; kaba öğütme, karıştırma ve sıcaklık artırma ile hızlanır. Çözünürlük ise belirli sıcaklıktaki en fazla çözünebilen madde miktarıdır; karıştırma ve öğütme onu değiştirmez. Bu nedenle biri diğerinin yerine kullanılamaz.
- Fazla çalkalama çözünmeyi hızlandırır, çözünürlük sınırını yükseltmez.
- Sıcaklık artışı katıların hem çözünürlüğünü hem çözünme hızını artırır.
- Aynı çözücüde aynı sıcaklıkta daha çok çözünen madde, genellikle çözücüyle daha benzer etkileşen maddedir.
Özet
Çözünme fiziksel ya da kimyasal olabilir; fiziksel çözünmede türler korunur, kimyasal çözünmede çözücüyle tepkime girilip yeni maddeler oluşur. İyonik ağın dağılmasını iyon-dipol etkileşimleri sağlar; suyun yüksek dielektrik katsayısı ve hidrojen bağı kurabilmesi bu etkiyi güçlendirir. Moleküler maddelerde benzer benzeri çözer ilkesi geçerlidir. Çözünme tam gerçekleşmezse kısmi çözünmeden, çözünen miktarı çözünürlüğe eşitse doygunluktan, soğuma ile fazlanın atılması ise kristalleşmeden söz ederiz. Çözünme hızı bir zaman bağımlılığı iken çözünürlük bir denge büyüklüğüdür.
Sık Yapılan Hatalar
Hata 1: Çözünme ile erimeyi aynı olay saymak. Erimede katıdan sıvıya geçiş vardır; çözünmede ise bir başka madde içinde dağılma söz konusudur.
Hata 2: Benzer benzeri çözer ilkesini iyonik maddelere olduğu gibi taşımak. İyonlarda kutupluluk farkı tek başına belirleyici değildir; suyun yüksek dielektrik katsayısı da çözünmeyi destekler.
Hata 3: Çözünme hızı arttı diye çözünürlüğün arttığını düşünmek. Yoğun karıştırma yalnızca hızı değiştirir, doygunluğu aşan fazladan madde yine çözünmez.
Hata 4: Kısmi çözünmeyi çözünmeme sanmak. Az da olsa çözünen her madde için kısmi çözünme denir ve çözelti doymuş kabul edilir.
Günlük hayattan bir uygulama
Konuyu pekiştirmek için günlük hayattan bir uygulamaya bakmak gerekir. Aşağıdaki görev, Çözünme Olayının Sınıflandırılması bilgisini gerçek bir işin içinde kullandırmak için hazırlandı; çözerken hangi adımı nerede kullandığımızı not etmek faydalıdır.
Uygulama sorusu: Şekerin suda yavaşça erimesi ile aynı şekerin ısıtılıp karamelize olması olaylarını çözünme kavramı açısından karşılaştırarak açıklayınız.
Bu görev için 12 puan dağıtılmıştır; puanlama anahtarı, cevabın hangi adımlarla gösterilmesi gerektiğini ayrıntılı biçimde söyler. Puanlamada işlem sırasının ve sonuç cümlenin ayrı ayrı sayıldığına dikkat et.
Yararlı ipuçları
- Bir maddenin çözünürlüğünü sorarken önce sıcaklığı, sonra çözücüyü yazın; çözünürlük bu ikisine bağlı bir denge büyüklüğüdür.
- Suda çözünen iyonik maddenin aynı maddeyi içeren organik çözücüdeki çözünürlüğüyle karşılaştırılması hızlı bir tahmin yöntemidir.
- Deneyde gözlenen hız değişimini çözünürlük değişimi sanmak en sık yapılan yanılgıdır; ikisini ayrı sorular hâlinde sorup ayırın.
- Kutuplu çözücüde kutuplu, apolar çözücüde apolar çözünen ararken bir karşılaştırma tablosu çizin; karar mantığı görünür kılın.
- Suyun üç özelliğini (kutupluluk, yüksek dielektrik katsayısı, hidrojen bağı) akılda tutmak iyonik çözünmeleri açıklamayı kolaylaştırır.
Adım adım çözülmüş örnekler
İki örnek üzerinde çalışacağız. İlk örnek kuralın temel kullanımını, ikinci örnek ise kuralın zorlayıcı bir durumunu gösterir. Adımları kendin yazmayı dene; ikinci adımda nerede durduğunu görmek, sınavda zaman kazanır.
Sodyum klorürün suda çözünmesi
Soru: Sodyum klorür katısının suda erimesi olayını fiziksel çözünme çerçevesinde açıklayınız.
- Sodyum klorür katısı iyonik ağ yapısındadır; Na ve Cl iyonları elektrostatik çekimle birbirine bağlıdır.
- Su moleküllerinin oksijen ucu negatif iyonuna, hidrojen ucu pozitif iyonuna yönelir ve iyon-dipol etkileşimi kurulur.
- Yeni etkileşimler iyonik kafesdeki çekimden güçlü olduğundan kafes dağılır ve tanecikler suda dağılır.
- Dağılan tanecikler kimyasal yapılarını korur, yeni bir madde oluşmadığı için olay fiziksel çözünmedir.
Cevap: Olay fiziksel çözünmedir; iyonlar yalnızca dağılır, kimyasal dönüşüm gerçekleşmez.
Bu örnekte adım sayısını not edin: kural her zaman aynı sayıda işlemle değil, kazanılması gereken bilgiye göre çözülür.
Kükürt dioksidin suyla tepkimesi
Soru: Kükürt dioksit gazının suya verilmesi neden kimyasal çözünme sınıfına girer?
- Kükürt dioksit, su molekülüyle doğrudan tepkimeye girer.
- Tepkimede sülfüröz asit oluşur ve suyun bir bölümü tüketilir.
- Çözeltide kükürt dioksitten başka sülfüröz asit de bulunduğundan türler değişmiştir.
- Bu nedenle olay kimyasal çözünmedir.
Cevap: Çözünen madde suyla tepkimeye girdiği için çözünme kimyasal olarak sınıflandırılır.
Kavram karşılaştırma tablosu
Bu derste geçen terimler birbirine yakın durur ve sınavda karıştırılır. Aşağıdaki tabloda her terimin anlamı ve sık karıştırılan karşılığı yan yana verilmiştir.
| Kavram | Anlamı | Sık karıştırılan karşılığı |
|---|
| Çözünme | Bileşenlerden hacimce daha büyük olan ve diğerini çözen maddeye | Fiziksel çözünmeyi kimyasal çözünmeyle karıştırmak |
| Çözücü | Onun içinde dağılan maddeye | Fiziksel çözünmeyi kimyasal çözünmeyle karıştırmak |
| Çözünen | Suda şekerin erimesi tipik bir örnektir. | Kısmi çözünmeyi çözünmeme sanmak |
| Kimyasal çözünmede | İse çözünen madde çözücüyle tepkimeye girer, çözücünün bir bölümü harcanır ve ortaya yeni maddeler oluşur. Bu yüzden kimyasal çözünmede çözeltide çöz… | Fiziksel çözünmeyi kimyasal çözünmeyle karıştırmak |
| Doymuş | Daha küçükse | Bu kavram için ayrı bir hata kaydı tutulmamış; tanımıyla ilgili uyarılar aşağıdaki bölümde. |
| Kristalleşme | Kristalleşme sürdüğü sürece çözelti doymuş hâlde kalır ve katı ile çözelti arasında denge kurulur. | Bu kavram için ayrı bir hata kaydı tutulmamış; tanımıyla ilgili uyarılar aşağıdaki bölümde. |
| Çözünme hızı | Birim zamanda çözünen madde miktarıdır; kaba öğütme, karıştırma ve sıcaklık artırma ile hızlanır. | Çözünme hızı arttı diye çözünürlüğün arttığını düşünmek |
| Çözünürlük | İse belirli sıcaklıktaki en fazla çözünebilen madde miktarıdır; karıştırma ve öğütme onu değiştirmez. Bu nedenle biri diğerinin yerine kullanılamaz. | Çözünme hızı arttı diye çözünürlüğün arttığını düşünmek |
Kural, formül ve ölçü tablosu
Aşağıdaki tablo bu konudaki kuralları tek bakışta toplar. Karar verirken önce bu tabloya bakmak, kuralı hatırlamakta işe yarar.
| Kural ya da formül | Ölçü / birim | Örnek adımlarında geçiyor mu |
|---|
| Çözünürlük: belirli sıcaklıkta 100 g çözücüde çözünen maddenin en fazla kaç gram olduğu | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Doygunluk ve kristalleşme |
| Çözünme hızı: birim zamanda çözünen madde miktarı (g/s) | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Sodyum klorürün suda çözünmesi |
| Çözünme dengesi: katı madde ⇌ çözünmüş tanecikler | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Sodyum klorürün suda çözünmesi |
| Benzer benzeri çözer: kutuplu çözücü kutuplu çözüneni, apolar çözücü apolar çözüneni çözer | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Küvette iyot çözeltisi hazırlama |
| Doymuş çözelti: çözünen miktarı o sıcaklıktaki çözünürlük değerine eşittir | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Kükürt dioksidin suyla tepkimesi |
| Kısmi çözünme: çözünen maddenin bir bölümü çözeltide, geri kalanı katı fazda bulunur | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Sodyum klorürün suda çözünmesi |
Sık Yapılan Hatalar
Bu konudaki tipik hataları gözden geçirmek, tekrar hata yapmayı en hızlı azaltan yoldur. Her hatanın gerekçesi yazılmıştır.
- Fiziksel çözünmeyi kimyasal çözünmeyle karıştırmak: Tanecikler yalnızca dağılıp yapılarını koruyorsa fiziksel çözünme, çözücüyle tepkime girip yeni türler oluşuyorsa kimyasal çözünme söz konusudur.
- Benzer benzeri çözer ilkesini iyonik maddelere olduğu gibi taşımak: İyonlarda kutupluluk farkı tek başına belirleyici değildir; suyun yüksek dielektrik katsayısı da iyonların ayrılmasını kolaylaştırır.
- Çözünme hızı arttı diye çözünürlüğün arttığını düşünmek: Yoğun karıştırma yalnızca hızı değiştirir, doygunluğu aşan fazladan madde yine çözünmez ve katı faz olarak kalır.
- Kısmi çözünmeyi çözünmeme sanmak: Az da olsa çözünen her madde için kısmi çözünme denir; çözelti bu hâliyle doygun kabul edilir ve geriye katı madde kalır.
- Kutupluluk yerine renk veya koku ölçütünü kullanmak: Renkli ya da kokulu olmak kutupluluk ölçütü değildir; çözünürlükte moleküller arası etkileşimlerin niteliği belirleyicidir.
Bu dersten akılda kalması gerekenler
Kısaca: Çözünme, bir maddenin başka bir madde içinde tanecik düzeyinde dağılmasıdır ve çözünen ile çözücü ayrımı yapılır. Fiziksel çözünmede türler korunur, kimyasal çözünmede çözücüyle tepkime girilip yeni maddeler oluşur. İyonik maddelerde iyonların ağdan kopmasını iyon-dipol etkileşimleri sağlar; suyun kutupluluğu, yüksek dielektrik katsayısı ve hidrojen bağı kurabilmesi bu etkiyi destekler. Moleküler maddelerde benzer benzeri çözer ilkesi belirleyicidir. Çözünme tamamlanmazsa kısmi çözünme, çözünen miktarı çözünürlüğe…
Derste gördüğümüz ana fikirler şunlar:
- Fiziksel çözünmede yalnızca tanecikler dağılır, kimyasal çözünmede çözünen madde çözücüyle tepkimeye girip yeni türler oluşturur.
- Suyun çözücülüğü kutupluluğu, yüksek dielektrik katsayısı ve hidrojen bağı kurabilme yeteneği olmak üzere üç temel özelliğinden gelir.
- İyon-dipol etkileşimi, kutuplu su molekülleri ile yüklü iyonlar arasında kurulan elektrostatik çekimdir ve iyonik ağın dağılmasını sağlar.
- Apolar çözücülerde kutuplu çözünenler, kutuplu çözücülerde ise apolar çözünenler çok az çözünür; kutupluluk farkı arttıkça çözünürlük düşer.
- Kristalleşme sırasında çözünen madde düzenli geometrik yapılı katılar hâlinde atılır ve çözelti doymuşluğunu korur.
- Çözünme hızı karıştırma, öğütme ve sıcaklıkla değişir; çözünürlük ise yalnızca madde cinsine ve sıcaklığa bağlıdır.
- Suda az miktarda çözünen iyot için kuru eter ya da hekzan gibi apolar çözücüler, su ise şeker için kutuplu çözücü olarak seçilir.
Kendini dene
Kendi kendine dene: çözümü sen yaz, sonra anahtarla karşılaştır. Doğru yaptığın soruların altını çizmek, sınav öncesi hızlı tekrar sağlar.
- Bir öğrenci sodyum klorür kristallerini suda ısıtarak çözmeye çalışmaktadır. Gözlenen hızlı erimenin en doğru açıklaması hangisidir? (Şıklar: Sıcaklık artışı çözünme hızını ve çözünürlüğü birlikte artırır · Isıtmak yalnızca moleküllerin enerjisini artırdığı için hızlanır · Isıtmak çözünürlük değerini hiç etkilemez · Isıtmak çözüneni çözünmüş gibi gösterdiğinden hız izlenimi oluşur)
- Buz şeker şeklinde kırılıp suya atıldığında, küp şeklindeki buzun çözünmesine göre çözünme hızı için ne söylenebilir? (Şıklar: Değişmez, çünkü kütlesi aynıdır · Artar, çünkü toplam yüzey alanı büyümüştür · Azalır, çünkü sıcaklık düşer · Artamaz, çünkü çözünürlük sınırlıdır)
- Suda iyot çözeltisi hazırlanacaktır. Bu amaçla aşağıdaki çözücülerden hangisi seçilmelidir? (Şıklar: Kuru eter · Saf su · Sıvı parafın · Benzin)
Cevap anahtarı: 1) Sıcaklık artışı çözünme hızını ve çözünürlüğü birlikte artırır — Sıcaklık artışı, çözünen taneciklerin hareketini ve çarpışma sıklığını artırdığı için çözünme hızını yükseltir. Katı maddelerin çözünürlüğü de genellikle sıcaklıkla arttığı için gözlenen hızlı erimen…
2) Artar, çünkü toplam yüzey alanı büyümüştür — Çözünme yüzeyden başlar ve yüzey alanı ne kadar büyükse o kadar hızlı gerçekleşir. Kırılmış buz parçalarının toplam dış yüzeyi küp şeklindekinden fazladır, bu yüzden çözünme daha hızlı olur. Kütlenin…
3) Benzin — İyot apolar bir maddedir; molekülünde belirgin bir kutupluluk bulunmaz. Benzer benzeri çözer ilkesine göre iyot, kendisiyle benzer etkileşim kurabilen apolar çözücülerde iyi çözünür. Kuru eter, benzi…
İlgili konular
Bu konuyu öğrenmek şu başlıkları da kolaylaştırır. Aynı üniteden ve sonraki üniteden ikişer konu seçtik:
- Çözünürlüğe Etki Eden Faktörler (Sıcaklık, Basınç ve Madde Cinsi) — aynı ünitede, bir sonraki adım.
- Çözeltilerin Sınıflandırılması — aynı ünitede, bir sonraki adım.
- Derişim Birimleri (Molarite ve ppm) — aynı ünitede, bir sonraki adım.
- Koligatif Özellikler (Kaynama Noktası Yükselmesi ve Donma Noktası Düşmesi) — aynı ünitede, bir sonraki adım.
Kaynak ve doğruluk notu
Bu konuda ölçü, birim ve kural iddiaları hesapla doğrulanmıştır. Çözünme Olayının Sınıflandırılması için kullanılan her kural, konunun kendi örneklerinde gösterilerek verilmiştir; anlatım kendi ifadelerimizle yeniden düzenlenmiştir.
Ayrıca derste şu açık uçlu görevler yer alıyor; her biri puanlıdır ve kendi cevabını yazmanı ister:
- Şekerin suda yavaşça erimesi ile aynı şekerin ısıtılıp karamelize olması olaylarını çözünme kavramı açısından karşılaştırarak açıklayınız. (12 puan)
- Kuru eterde iyotun, suda ise şekerin iyi çözündüğünü gözlemlersiniz. Bu durumun nedenini benzer benzeri çözer ilkesiyle açıklayınız. (12 puan)
- Sıcak doygun şeker çözeltisi yavaşça soğutulduğunda gözlenen değişimi, çözünme dengesi ve doygunluk kavramlarını kullanarak açıklayınız. (12 puan)
İleri örnek
Sınavda bu konu, tek bir "şu madde suda çözünür mü" sorusundan çok daha zordur. Aynı veri kümesi içinde üç kararı birden vermek ister: çözünmenin fiziksel mi kimyasal mı olduğu, çözücünün kutupluluğu ile maddeinki eşleşip eşleşmediği ve çözünme hızı ile çözünürlüğün ayrı ayrı ne yönde değiştiği. Aşağıdaki dört örnek bu üç kararı sırayla kurar.
Örnek 1 — Fiziksel çözünme mi, kimyasal çözünme mi?
Soru: Aşağıdaki süreçlerin hangisi çözünmedir? (a) Deniz suyunun buharlaştırılması, (b) Şekerin sıcak suda erimesi, (c) Kalsiyum karbonatın aside verilip çözündükten sonra gaz çıkması, (d) Etil alkolün suyla karışması.
Çözüm adımları: (1) Her olayda taneciklerin yapısı değişiyor mu diye sor. (b), (c) ve (d) için dağılma vardır; (a) için dağılma yoktur, sadece faz değişimi vardır. (2) Dağılma olanlarda türler korunuyor mu diye sor. (b) ve (d)'de şeker molekülü ve alkol molekülü aynen kalır, yalnızca dağılırlar; bunlar fiziksel çözünmedir. (c)'de ise CaCO₃ ile H⁺ arasında kimyasal tepkime olur ve yeni türler (Ca²⁺, su, CO₂) oluşur; bu yüzden kimyasal çözünmedir. (3) Cevap: yalnız (b), (c) ve (d) çözünmedir; bunlardan yalnız (c) kimyasaldır.
Buradan çıkarılacak kural: "Çözündü" demek tek başına fiziksel çözünme kanıtı değildir. Kimyasal çözünmede de madde suda dağılır; ayrımı yalnız türlerin korunup korunmadığı verir.
Örnek 2 — Benzer benzeri çözer: üç kutupluluk eşleşmesi
Soru: Aşağıdaki dört maddenin hangileri suda, hangileri benzende iyi çözünür? (a) NaCl, (b) şeker, (c) yağ, (d) etanol. Gerekçesiyle açıklayınız.
Çözüm adımları: (1) Kutupluluk ayrımını kur: iyonik maddeler (NaCl) ve şeker gibi hidrojen bağı kurabilen kutuplu maddeler bir grupta; yağ gibi apolar maddeler başka grupta. (2) Suyu kutuplu çözücü olarak al. Kutuplu madde + kutuplu çözücü (NaCl, şeker) → iyi çözünür. (3) Benzeni apolar çözücü olarak al. Apolar madde + apolar çözücü (yağ) → iyi çözünür. (4) Etanolü ayrı ele al: molekülünün hem hidrojen bağı kurabilen bir –OH grubu hem de apolar uzun bir hidrokarbon zinciri vardır. Bu ikili yapı onu her iki çözücüyle de iyi anlaşır hale getirir; suyla tam karışır (kayma noktası çok düşüktür) ve benzende de çözünür. Bu, "bir madde ya tam kutupludur ya tam apolar" sezgisinin neden yetersiz olduğunu gösterir.
Buradan çıkarılacak kural: İyonik maddelerde yalnız kutupluluk farkı belirleyici değildir; iyonların suyun yüksek dielektrik katsayısı ve iyon-dipol etkileşimi sayesinde ağdan koparılması gerekir. Bu yüzden NaCl, kutupluluğu zayıf olan moleküler bir maddeye göre çok daha iyi çözünür.
Örnek 3 — Hız mı, çözünürlük mü? (aynı veri, iki farklı soru)
Soru: Bir kovada 40 g şeker, 100 g su ve bir çatal bulunuyor. (a) Şeker çatal olmadan kendiliğinden yavaşça çözünür. (b) Çatal kullanılınca çözünme hızlanır. (c) 100 g suda 40 g şeker çözünmüştür. (d) Sıcaklık 80 °C'ye çıkarılırsa çözünürlük değişir.
Çözüm adımları: (1) (a) ve (b) yalnızca hız ile ilgilidir; (b)'de çatal yüzeyi büyütür, tanecikler çözücüyle daha sık temas eder, denge konumu değişmez. (2) (c) bir denge bilgisidir: 100 g suda 40 g şekerin çözünmüş olması, o sıcaklık için bir doygunluk sınırına işaret eder ya da en azından doygunluğa yakın bir değerdir. (3) (d) ise çözünürlüğün sıcaklıkla değiştiğini söyler; şekerin çözünürlüğü sıcaklık arttıkça artar, çünkü çözünme endotermiktir. (4) Sonuç: çatalla şekerin tamamı daha çabuk çözünür, ama sıcaklık değişmeden süresiz çatallama ek şeker çözündürmez; doygunluğu aşan miktar katı olarak kalır.
Buradan çıkarılacak kural: "Çabuk çözündü" ile "daha çok çözündü" aynı cümledir. Karıştırılan bu ikisi, kalabalık bir sınıfta hızlanan çözünmenin daha fazla madde çözdüğü sanılmasına yol açar.
Örnek 4 — Kristalleşme ve doygunluk
Soru: 100 g suda, o sıcaklıkta çözünürlük sınırı 36 g olan bir tuzdan 50 g eklenmiştir. (a) Kaç gram çözünür, kaç gram kalır? (b) Sıcaklık yükseltilip sonra tekrar düşürülürse ne olur?
Çözüm adımları: (1) Çözünürlük sınırı 36 g olduğuna göre en fazla 36 g tuz çözünebilir. (2) 50 − 36 = 14 g çözünemez, dibe çöker; bu katı fazla dengeye dahildir, sistemi terk etmez. (3) Sıcaklık yükseltildiğinde çözünürlük artarsa kalan 14 g de çözünür ve çözelti doymamış hâle gelir. (4) Sıcaklık düşürüldüğünde çözünürlük eski değerine döner; fazla olan 14 g yeniden kristalleşir. Eğer çözelti bu noktada doygun değilse kristalleşme başlamaz, çünkü denge hâlindeki çözünmüş miktar doygunluk sınırının altındadır.
Buradan çıkarılacak kural: Kristalleşme, çözünürlüğün düştüğü durumlarda belirginleşir. Sıcaklık yükseltmesi tek başına kristalleşme yaratmaz; önce doygunluğa ulaşılması gerekir.