Ana Çözünürlüğü Etkileyen 6 Faktör

Çözünürlüğü etkileyen ana faktörler kutupluluk, ortak iyonun etkisi, sıcaklık, basınç, çözünen maddenin doğası ve mekanik faktörlerdir.

Bir maddenin çözünürlüğü temel olarak kullanılan çözücüye, ayrıca sıcaklık ve basınca bağlıdır. Bir maddenin belirli bir çözücü içinde çözünürlüğü, doymuş çözeltinin konsantrasyonu ile ölçülür.

İlave çözelti ilavesi artık çözelti konsantrasyonunu arttırmadığında bir çözeltinin doymuş olduğu kabul edilir.

Çözünürlük derecesi, sudaki etanol gibi sonsuz çözünürden (tamamen karışabilir), sudaki gümüş klorür gibi zayıf çözünürlüğe, maddelere bağlı olarak büyük ölçüde değişir. "Çözünmez" terimi genellikle zayıf çözünür bileşiklere (Sınırsız, SF) uygulanır.

Bazı maddeler sudaki etanol gibi belirli bir çözücü ile tüm oranlarda çözülebilir, bu özellik karıştırılabilirlik olarak bilinir.

Çeşitli koşullar altında, aşırı doygunluk (Çözünürlük, SF) olarak adlandırılan bir çözelti elde etmek için denge çözünürlüğünün üstesinden gelinebilir.

Çözünürlüğü etkileyen ana faktörler

1- Polarite

Çoğu durumda, çözünenler benzer kutuplara sahip çözücülerde çözülür. Kimyacılar, çözünenlerin ve çözücülerin bu özelliğini tanımlamak için popüler bir aforizma kullanırlar: "benzer erimeler".

Polar olmayan çözücüler polar çözücüler içinde çözülmez ve bunun tersi de geçerlidir (Çevrimiçi eğitim, SF).

2- Ortak iyonun etkisi

Ortak iyon etkisi, karışıma zaten kimyasal dengede bulunan bir iyon içeren bir tuz eklendiğinde iyonik bir bileşiğin çözünürlüğündeki azalmayı tanımlayan bir terimdir.

Bu etki en iyi şekilde Le Châtelier prensibi ile açıklanmaktadır. Hafifçe çözünür iyonik kalsiyum bileşiği sülfat olan CaS04'ün suya eklendiğini hayal edin. Sonuçtaki kimyasal denge için net iyonik denklem aşağıdaki gibidir:

CaS04 (s) ⇌Ca2 + (aq) + SO42- (aq)

Kalsiyum sülfat hafif çözünür. Dengede, kalsiyum ve sülfatın çoğu katı kalsiyum sülfat formunda bulunur.

Çözünebilir iyonik bileşik bakır sülfatın (CuS04) çözeltiye eklendiğini varsayalım. Bakır sülfat çözünürdür; Bu nedenle, net iyonik denklemdeki tek önemli etkisi, daha fazla sülfat iyonunun eklenmesidir (S04- 2).

CuS04 (s) ⇌Cu2 + (aq) + SO42- (aq)

Ayrışmış sülfat bakır sülfat iyonları, karışımda, kalsiyum sülfatın hafif bir şekilde ayrışmasından itibaren (ortak) hali hazırda mevcuttur.

Bu nedenle, bu sülfat iyonları ilavesi, daha önce kurulan dengeyi vurgulamaktadır.

Le Chatelier prensibi, denge ürününün bu tarafındaki ekstra çabanın, bu yeni gerilimi hafifletmek için reaktiflerin tarafına doğru dengenin değişmesine yol açtığını belirtir.

Reaksiyona giren tarafa doğru olan değişiklik nedeniyle, az çözünür olan kalsiyum sülfatın çözünürlüğü daha da azalır (Erica Tran, 2016).

3- Sıcaklık

Sıcaklığın çözünürlük üzerinde doğrudan etkisi vardır. Çoğu iyonik katı için, sıcaklığın arttırılması, çözeltinin yapılma hızını arttırır.

Sıcaklık arttıkça katının parçacıkları daha hızlı hareket eder ve bu da çözücünün daha fazla parçacıklarıyla etkileşime girme şanslarını arttırır. Bu, bir çözümün meydana gelme hızındaki artışla sonuçlanır.

Sıcaklık ayrıca bir çözücü içinde çözülebilen çözünen miktarını da artırabilir. Genel olarak, sıcaklık arttıkça, daha fazla çözünen parçacık çözünmektedir.

Örneğin, sofra şekeri suya eklendiğinde, bir çözelti yapmak için kolay bir yöntemdir. Bu çözelti ısıtıldığında ve şeker eklenmeye devam ettiğinde, sıcaklık yükselmeye devam ederken büyük miktarda şeker eklenebileceği bulunmuştur.

Bunun nedeni, sıcaklık arttıkça moleküller arası kuvvetlerin daha kolay parçalanabilmesi ve daha çözünen parçacıkların çözücü parçacıklara çekilmesine izin vermesidir.

Bununla birlikte, sıcaklıktaki artışın çözünen miktarı üzerindeki etkisi çok az olduğu başka örnekler de vardır.

Sofra tuzu iyi bir örnektir: Buz suyunda neredeyse aynı miktarda sofra tuzu kaynar suda çözebilirsiniz.

Tüm gazlar için, sıcaklık arttıkça, çözünürlük düşer. Bu olguyu açıklamak için kinetik moleküler teori kullanılabilir.

Sıcaklık arttıkça, gaz molekülleri daha hızlı hareket eder ve sıvıdan kaçabilir. Gazın çözünürlüğü, daha sonra azalır.

Aşağıdaki grafiğe bakıldığında, amonyak gazı, NH3, sıcaklık arttıkça çözünürlükte güçlü bir azalma gösterirken, tüm iyonik katılar sıcaklık arttıkça çözünürlükte bir artış göstermektedir (CK-12 Foundation, SF) .

4- Basınç

İkinci faktör olan basınç, bir gazın bir sıvı içindeki çözünürlüğünü etkiler, ancak hiçbir zaman bir sıvı içinde çözünmeyen bir katı madde içermez.

Bir çözücünün yüzeyinin üstünde olan bir gaza basınç uygulandığında, gaz çözücüye hareket eder ve çözücü parçacıkları arasındaki boşlukların bir kısmını kaplar.

İyi bir örnek karbonatlı sodadır. CO2 moleküllerini sodaya zorlamak için basınç uygulanır. Bunun tersi de geçerlidir. Gaz basıncı düştüğünde, bu gazın çözünürlüğü de azalır.

Bir kutu alkolsüz içecek açıldığında, gazdaki basınç hemen düşer, böylece gaz çözeltiden hemen çıkmaya başlar.

Sodada depolanan karbon dioksit salınır ve sıvının yüzeyinde köpürmeyi görebilirsiniz. Bir süre açık bir soda koyarsanız, içeceğin karbondioksit kaybına bağlı olarak düz olduğunu fark edebilirsiniz.

Bu gaz basıncı faktörü Henry yasasında ifade edilir. Henry kanunu, belirli bir sıcaklıkta bir sıvıda bir gazın çözünürlüğünün, gazın sıvı üzerindeki kısmi basıncına orantılı olduğunu belirtir.

Henry kanununun bir örneği dalışta ortaya çıkar. Bir kişi derin suya batırdığında, basınç artar ve daha fazla gaz kanda çözünür.

Derin suda bir dalıştan tırmanırken dalgıcın, tüm çözünmüş gazların kanı çok yavaş terk etmesini sağlamak için çok yavaş bir hızda su yüzeyine geri dönmesi gerekir.

Bir insan çok hızlı bir şekilde yükselirse, kanı çok hızlı bırakan gazlar nedeniyle tıbbi bir acil durum meydana gelebilir (Papapodcasts, 2010).

5- Çözeltinin doğası

Çözeltinin ve çözücünün doğası ve çözeltideki diğer kimyasal bileşiklerin varlığı çözünürlüğü etkiler.

Örneğin, sudaki tuzdan daha fazla miktarda suyu suda çözebilirsiniz. Bu durumda, şekerin daha fazla çözünür olduğu söylenir.

Sudaki etanol birbirleriyle tamamen çözünür. Bu özel durumda, çözücü daha fazla miktarda olan bileşik olacaktır.

Çözeltinin boyutu da önemli bir faktördür. Çözünen moleküller büyüdükçe moleküler ağırlıkları ve büyüklükleri de artar. Solvent moleküllerinin daha büyük molekülleri kuşatması daha zordur.

Yukarıda belirtilen faktörlerin tümü hariç tutulursa, daha büyük parçacıkların genellikle daha az çözünür olduğu genel bir kural bulunabilir.

Eğer basınç ve sıcaklık aynı polaritede iki çözücüyle aynıysa, daha küçük partiküllere sahip olan genellikle daha fazla çözünürdür (Çözünürlüğü Etkileyen Faktörler, SF).

6- Mekanik faktörler

Esas olarak sıcaklığa bağlı olan çözünme hızının aksine, yeniden kristalleşme oranı, bir çözelti hareketsiz olduğunda tercih edilen kristal kafesin yüzeyindeki çözünen konsantrasyonuna bağlıdır.

Bu nedenle, çözeltinin ajitasyonu bu birikimi önler ve çözünmeyi en üst düzeye çıkarır. (doygunluk tipleri, 2014).