SIVI ÇÖZELTİLER
Molarite (M)
Çözeltinin bir litresindeki çözünen maddenin mol sayısına o maddenin söz konusu
çözeltideki molaritesi denir. Molarite “M” ile gösterilir ve birimi mol
L ’dir. Molarite, M = n / V eşitliği ile verilir.
Molalite (m)
1 kg çözücüde çözünen maddenin mol sayısı molalite olarak tanımlanır. Molalite sıcaklıktan etkilenmez.
Çünkü çözücü, hacim cinsinden değil kütle cinsinden verilmiştir. Bu nedenle daha güvenilir bir
derişim türüdür.
molalite (m) = Çözünenin mol sayısı (n) / Çözücünün kütlesi (kg)
KOLİGATİF ÖZELLİKLER
Çözünen moleküllerin kimyasal özelliklerine değil sayılarına bağlı olan özelliklere koligatif özellikler
denir. Koligatif özellikler; çözeltilerin buhar basınçlarının, kaynama noktalarının ve donma noktalarının
tespiti hakkında bize yardımcı olur. Koligatif özellikler, çözünenin cinsine bağlı olmayıp sadece çözeltinin derişimi ile değişir. Koligatif özellikler de çözünenin uçucu olmadığı düşünülecek ve bu çözünenin buhar fazına katkıda bulunmadığı varsayılacaktır.
Bu bölümde, koligatif özellikler olan; buhar basıncı düşmesi, donma noktası düşmesi, kaynama
noktası yükselmesi ve osmotik basınç ele alınıp incelenecektir.
Buhar Basıncının Düşmesi
Bal ve pekmez, aylarca kurumadan kâsede durabildiği hâlde bardaktaki suyun birkaç günde buharlaşması
nasıl açıklanır? Tuzlu su göllerinin tatlı su göllerine göre daha yavaş buharlaştığı bilinir. Tuzlu
göllerde buharlaşma hızının daha düşük olması, tuzun varlığının buhar basıncını düşürdüğünü gösterir.
Uçucu olmayan çözünen madde varlığında çözücünün buhar basıncı daha düşüktür. Örneğin
40 oC saf suyun buhar basıncı 55 mmHg’dır. Fakat aynı sıcaklıkta 0,1 M NaCI sulu çözeltisindeki
buhar basıncı 44 mmHg’dır. Çözelti için buhar basıncı, çözücünün mol kesriyle doğru orantılıdır. Bu yargı Rault Kanunu olarak bilinir. Rault Kanunu’na göre uçucu olmayan maddelerin çözünmesi, çözücünün buhar basıncını düşürür. Çözelti buhar basıncı “P” ile, saf çözücü buhar basıncı (Po
saf ) ile, çözücünün mol kesri “Xçözücü” ile gösterilir. Bunlar arasındaki ilişkiyi gösteren formül de P = Xçözücü Po saf şeklindedir.
Çözeltilerde Donma Sıcaklığı Düşmesi ve Kaynama Sıcaklığı Yükselmesi
Bir çözücünün içinde bir maddenin çözünmesiyle buhar basıncının düşmesi ve buna bağlı
olarak donma noktasındaki azalma ve kaynama noktasındaki artış, çözünenin mol kesrine bağlıdır.
Grafik 4.1’de uçucu olmayan çözünenin, çözücünün donma noktası ile kaynama noktasını nasıl
etkilediğini irdeleyelim. Grafik, saf çözücünün buhar basıncı eğrisi (mavi) ile çözeltinin buhar basıncı
eğrisi (kırmızı), donma noktası açılması (ΔTd ) ve kaynama noktası yükselmesini (ΔTk ) açık bir şekilde göstermektedir.
Kış aylarında, soğuk olan bölgelerdeki yollara tuz serpildiğinde buz oluşumu gecikir (Resim 4.2).
Benzer şekilde uçucu olmayan sodyum klorürü bol bulunduran deniz suyu, saf sudan 1 oC daha düşük
sıcaklıkta donar. Bu örneklerden de anlaşılacağı gibi çözücünün buhar basıncının çözelti içinde düşmesi,
kaynama noktasında yükselmeye neden olur. Çünkü buhar basıncının yeniden 1 atm. olabilmesi
için daha yüksek bir sıcaklık gereklidir.
İdeal çözeltide çözünen ve çözücü molekülleri arasındaki kuvvetler, çözücü moleküllerinin aralarındaki
ile aynıdır. İdeal bir çözeltide donma noktası düşmesi ve kaynama noktası yükselmesi çözünenin
mol kesri ile doğru orantılıdır. Elektrolit olmayan seyreltik bir çözelti için;
Donma noktası düşmesi (ΔTd) = –Kd ·m
Kaynama noktası yükselmesi (ΔTk) = Kk ·m
formülleri ile bulunur. Böylece elektrolit çözeltilerde, her formül biriminden iki ya da daha fazla iyon oluşur
Bu iyonlar, donma noktası alçalmasına ve kaynama noktası yükselmesine katkıda bulunur. Örneğin
KBr ile hazırlanan sulu çözeltilerde K+ ve Br– iyonları, toplam çözünenin molalitesini iki katına çıkarır.
ΔTd = Donma noktası alçalma değeri
Kd = Donma noktası alçalma sabiti (su için 1,86 °C m–1 m = molalite
ΔTk = Kaynama noktası yükselme değeri
Kk = Kaynama noktası yükselme sabiti (su için 0,52 °C m–1)
Donma sıcaklığı alçalması ölçülerek mol kütlesi tayinine kriyoskopi, kaynama sıcaklığı yükselmesi
ölçülerek mol kütlesi tayinine de ebüliyoskopi denir.
İyonik maddelerin çözeltileri ile ilgili donma noktası düşmesi ve kaynama noktası yükselmesi hesaplamalarında çözeltideki türlerin toplam molalitelerini kullanmak gerekir. Eğer AB tipinde kuvvetli bir elektrolit, suda yüzde yüz çözünürse oluşan bu çözeltide A+ ve B– iyonları bulunur. Bu durumda etkin molalite iki katına çıkar. Bu nedenle seyreltik çözeltiler için daha önce verilen formülleri yeniden düzenlemek gerekir.
ΔTd = –Kd · i ·m v e ΔTk = Kk · i ·m
Yukarıdaki formülde i ile gösterilen faktör, bunu ilk defa kullanan J. Van’t Hoff’un (J. Vant Hof) ismi
ile anılır. Van’t Hoff faktörü olan i = 1 değerinde çözünen madde iyonlaşmaz. AB tipinde kuvvetli bir
elektrolit için bu değer i = 2 olacaktır. Yani i faktörü seyreltik çözeltide elektrolitlerin vereceği iyon sayısını ifade eder.
Osmotik Basınç
Yarı geçirgen zarla ayrılmış iki çözeltiden derişimi az olan çözeltideki çözücü moleküllerinin, derişimi
fazla olan tarafa geçmesine osmoz denir. Osmozda suda çözünmüş maddelerin çok olduğu kısım,
suda çözünmüş maddelerin olduğu kısma bir emme kuvveti uygular. Bu emme kuvvetine osmotik
basınç adı verilir