Back to chapter

12.1:

Solüsyon Formasyonu

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Solution Formation

Languages

Share

Bir çözelti, iki bileşenin homojen bir karışımıdır. Ana bileşen çözücü, küçük bileşen ise çözünen madde olarak adlandırılır. Çözücünün fiziksel durumuna bağlı olarak, bir çözelti, pirinç gibi bir alaşım gibi bir katı hava gibi gaz halinde ve bir salin çözeltisi gibi sıvı olabilir.Sıvı çözeltiler ayrıca sıvı bir çözücü içinde karıştırılmış gaz veya diğer sıvılar bulundurabilir. Çözücü su ise çözelti sulu olarak adlandırılır. Karbon tetraklorürdeki iyot gibi sudan başka bir çözücü içinde çözünen bir çözünen, sulu olmayan bir çözelti oluşturur.Bir çözücü tüm çözünen maddeleri çözemez. Tuz suda çözülür, ancak yağ ayrışır. Bu nedenle, tuzun çözünür olduğu söylenirken, yağ suda çözünmez.Çözünürlük, belirli bir miktarda çözücü içinde belirli bir sıcaklıkta çözünecek maksimum çözünen miktarıdır. Çözünürlük, hem çözünen ve çözücü moleküller arasındaki moleküller arası kuvvetlere hem de sistemin entropisindeki bir artışa bağlı olan karıştırma eğilimine bağlıdır. Entropi, enerji dağılımının veya bozukluğunun termodinamik bir ölçümüdür.Toplam entropide bir artış olduğunda süreç kendiliğinden meydana gelir. Bir bariyerle ayrılmış iki gazı düşünün. Bariyer kaldırılırsa, iki gaz kendiliğinden karışarak tek, homojen bir çözelti oluşturur.Düşük basınç ve orta sıcaklıkta, bileşenleri arasında önemli moleküller arası kuvvetler yoktur. Yani gazlar ideal gazlar gibi davranır. Burada bir çözelti oluşturmak atomların potansiyel enerjisini düşürmez, ancak kinetik enerjileri artık daha büyük bir hacme dağıtılabilir.Bu enerji dağılımı, gazların her birinin entropisini artırarak çözelti oluşumunu spontan bir süreç haline getirir.

12.1:

Solüsyon Formasyonu

Her tür çözünen maddeyi çözebilecek tek bir çözücü yoktur. Belirli bir çözücü içinde kolaylıkla çözünen bazı maddeler, farklı bir çözücü içinde çözünmeyebilir. Hangi çözücüde hangi maddelerin çözündüğünü tahmin etmenin basit bir yolu, "benzer çözülür gibi" ifadesidir. Bu, tuz ve şeker gibi kutupsal maddelerin su gibi kutupsal bir maddede çözündüğü anlamına gelir. Buna karşılık, polar olmayan maddeler, karbon tetraklorür gibi polar olmayan çözücülerde daha fazla çözünür.

Bu seçici çözünürlük, çözünen ve çözücü molekülleri içindeki ve çözelti içindeki çözünen ve çözücü molekülleri arasındaki moleküller arası kuvvetlerle açıklanabilir. Çözünen moleküller ve çözücü moleküller arasındaki daha güçlü moleküller arası kuvvetler, çözücü içinde çözünen maddenin daha fazla çözünürlüğünü sağlar. Genellikle polar çözünen maddeleri bir arada tutan iyonik etkileşimler ve hidrojen bağı, yalnızca polar çözünen moleküller ve polar çözücü moleküller arasındaki dipol-dipol çekimleri gibi diğer güçlü kuvvetlerle aşılabilir.

Polar olmayan çözünen maddeler arasındaki dağılım kuvvetleri, ağırlıklı olarak polar olmayan çözünen moleküller ve polar olmayan çözücü moleküller arasındaki dağılım kuvvetleriyle aşılır ve polar etkileşimleri kırmak için yeterince güçlü değildir. İyot ve karbondioksit gibi polar olmayan maddeler suda çözünebilse de çözünürlükleri sınırlıdır.

Çözüm homojen olmalıdır; yani, tek tip bir görünüme ve çözücü boyunca aynı konsantrasyonda çözünen maddeye sahip olmalıdır. Bir şeker şurubu ve saf suyun aynı tankta olduğunu, ancak bir bariyerle ayrıldığını düşünün. Bariyer kaldırıldığında, sıvılar homojen bir çözelti oluşturmak için kendiliğinden karışır. Bu fenomene konsantrasyon dengeleme denir.