Molarite: son çözelti hacmi ve çözünen bilançosu
Konunun mantığı
Molar derişim c=n/Vçözelti,ilgili çözünenin mol miktarının çözeltinin son hacmine oranıdır. V litre ise birim mol/L,okul gösterimi Mdir. Payda yalnız kullanılan suyun hacmi değildir;çözücü ve çözünenin oluşturduğu homojen çözeltinin hacmidir.1 L=1000 mL;0,15 L ile150 mLaynı hacimdir. Molar kütle gerekiyorsa mol hesabında g/mol kullanılır;burada n doğrudan verilince gereksiz kütle dönüşümü yapılmaz.
Molariteyi kullanarak n=cV veya V=n/c bulunur. Hacmi mLolarak doğrudan mol/Lile çarparsan sonucun mol değil milimol ölçeğinde olduğunu fark et:1 M·1 mL=1 mmol. Aynı adı taşıyan çözünenin analitik mol miktarıyla çözeltideki her iyonun molünü özdeşleştirme;örneğin tam ayrışan bir formül birimi iki aynı iyon verebilir. Bu dersin X gibi nötr model çözünenleri kimyasal dönüşüm geçirmeden moleküler hâlde kalır;iyonlaşma varsa hangi miktarın sayıldığı ayrıca tanımlanır.
Kayıpsız ve tepkimesiz saf çözücüyle seyreltmede ilgili çözünmüş n korunur. Bu yüzden c1V1=c2V2;V2 son çözelti hacmidir,eklenen çözücü hacmi değildir. Başlangıç çözeltisinin yalnız bir homojen bölümü izleniyorsa korunacak n o bölüme aittir,bütün kabın başlangıç molüne değil. Homojen kısımdan örnek ayırmak kalan çözeltinin c değerini o anda değiştirmez;yalnız hacim ve mol birlikte azalır. Ardından çözücü eklenirse ikinci işlem ayrı bilanço ister.
Aynı çözünenin iki çözeltisi tepkime/çökelme/kayıp olmadan tek homojen çözelti olarak ele alındığında nson=c1V1+c2V2 ve cson=nson/Vson yazılır. Son hacim ölçülmüş/verilmiş olmalı veya soruda toplamsal hacim yaklaşımı açıkça kabul edilmeli. Kütle korunumu hacimlerin mutlaka toplanacağını kanıtlamaz;gerçek çözeltilerde hacim daralması/genleşmesi olabilir. Başlangıç hacimlerine göre ağırlıklı ortalama formülü ancak Vson=V1+V2modeliyle kurulur;derişimleri doğrudan toplamak genelde yanlıştır.
Sıcaklık hacmi etkileyebildiğinden molarite belirli ölçüm koşuluyla ilişkilidir;bu sayısal modeller aynı sıcaklıkta veriliyor. Bu derste bütün çözünmüş madde homojen fazda kalır ve verilen hacimler kâğıt üstü tam veridir;bir maddenin gerçek çözünürlüğü veya hazırlanma yöntemi hesaplanmaz. Sonucu denetlerken mol,son hacim ve birimi ayrı kutula. n korunumunun cebri genel gerekçedir;birkaç sayı denemesi hacimlerin genel toplamsallığını veya gerçek çözelti davranışını kanıtlamaz. Molalite,kristallendirme ve bütün derişim türleri bu dar pakette tamamlanmaz.
c=n/Vsonçözelti;V litre, c mol/L. Kayıpsız seyreltmede ilgili n sabit. Aynı çözünenli birleşimde moller toplanır,son hacim ayrıca gerekir. Homojen bölüm ayırmak c değerini tek başına değiştirmez.
Adım adım bir örnek
Kâğıt üstü aynı sıcaklık modelinde80 mL0,50 M nötr X çözeltisinden homojen20 mLlik bölüm ayrılıyor. Yalnız bu bölüm saf çözücüyle son çözelti hacmi200 mLolacak biçimde temsil ediliyor. Tepkime/çökelme/kayıp yok. İzlenen bölümün son molaritesi nedir? Bu gerçek çözelti hazırlama tarifi değildir.
İzlenen bölümün mol defteri
- 20 mL=0,020 L;ayrılan n=0,50·0,020=0,010 mol. Ana kabın bütün0,040 molü alınmadı.
- Son hacim0,200 L;n aynı0,010 mol.
- cson=0,010/0,200=0,050 M.
Sınır: Hacim200 mLson çözeltidir,200 mLçözücü eklemesi değildir. Korunan mol ayrılan bölüme aittir.
Bölüm alma ve seyreltme katsayıları
- Homojen bölüm alınırken mol ve hacim1/4oranında azalır;c0,50 Mkalır.
- İzlenen hacim20den200 mLye10kat büyür. Aynı n için c10a bölünür.
- 0,50/10=0,050 M.
Sınır: Bu oran yolu da homojenlik ve n korunumu kullanır;çözünen kaybolursa geçerli değildir.
80 mLana kabın bütün molünü son200 mLye bölmek hangi izlenen sistem sınırını değiştirir?
Hatayı bul
“0,020 molX150 mLsuya ait denmiş;son çözelti hacmi verilmemiş olsa da c=0,020/0,150kesindir.” İlk varsayım nerede?
İlk hatayı göster
İlk hata: Çözücü hacmini,çözündükten sonraki çözelti hacmiyle verisiz eşitlemek.
Molarite paydası son çözelti hacmidir. Bu hacim veya uygun ek ilişki verilmeden kesin cçıkarılamaz;çözücü hacmini kullanmak ayrıca hacim yaklaşımı ister.
Soru2de moller aynı kalıp son hacim190 mLyerine200 mLverilirse sonuç nasıl değişir? Bu ninde değiştiği anlamına mı gelir?
n0,035 molkalır;c=0,035/0,200=7/40=0,175 M. Son hacim daha büyük olduğundan cazalır;naynı olabilir. Önceki190 mLverisini200 varsaymak doğru değildi.
Dersin soruları
1Kurmaca homojen çözeltinin son hacmi150 mLve içinde0,012 mol nötr X var. Xtepkimeye/iyonlaşmaya uğramıyor;aynı sıcaklık ve kayıpsız model. Molarite kaç mol/Ldir?
Bu soruda hata mı var?2Aynı sıcaklıkta nötr X içeren50 mL0,40 Mve150 mL0,10 Mçözeltiler kâğıt üstünde tek homojen fazla temsil ediliyor. Tepkime/çökelme/kayıp yok;SON çözelti hacmi ayrıca190 mLverilmiş. Son molarite kaç mol/Ldir?
Bu soruda hata mı var?3Kâğıt üstü modelde120 mL0,30 Mhomojen nötr Xçözeltisinin30 mLlik bölümü sistemden ayrılıyor. KALAN bölüm saf çözücüyle son hacim450 mLolacak şekilde temsil ediliyor. Aynı sıcaklık;tepkime/çökelme/kayıp yok. Son molarite kaç mol/Ldir?
Bu soruda hata mı var?Kendini dene
Tüm soruları cevapla. Bitirince puanını ve zorlandığın noktaları göreceksin.
1Kurmaca bir hazırlamada 0,060 mol nötr X, 480 mL saf suya katılıp karıştırılıyor. X tamamen çözünüyor ve oluşan homojen çözeltinin hacmi 500 mL ölçülüyor. Aynı sıcaklık; tepkime ve kayıp yok. Çözeltinin molaritesi kaç mol/L’dir?
2Bir öğrenci 0,20 M nötr X çözeltisinin 250 mL’sindeki çözünen miktarını n = c·V bağıntısıyla bulurken hacmi litreye çevirmeden 0,20 × 250 = 50 yazıyor. Aynı sıcaklık, kayıpsız model. Bu 50 sayısı hangi miktar olarak doğrudur?
3Kurmaca nötr X içeren 0,80 M homojen çözeltiden 25 mL’lik bölüm alınıp saf çözücüyle son hacim 200 mL olacak biçimde seyreltiliyor (I). Bu seyreltik çözeltinin 40 mL’lik homojen bölümü alınıp yine saf çözücüyle son hacim 160 mL’ye tamamlanıyor (II). Aynı sıcaklık; tepkime, çökelme ve kayıp yok. II sonunda molarite kaç mol/L’dir?
4Kurmaca nötr X içeren 400 mL’lik 0,50 M homojen çözeltiden 100 mL’lik bölüm ayrı bir kaba aktarılıyor. Aynı sıcaklık, kayıp yok. Ayrı kaptaki bölümün molaritesi ve çözünen mol miktarı sırasıyla hangisidir?
5Kurmaca nötr X içeren 0,60 M homojen çözeltiden 30 mL’lik bölüm alınıp üzerine yalnız saf çözücüden 60 mL ekleniyor; oluşan çözeltinin hacmi 90 mL ölçülüyor. Aynı sıcaklık; tepkime, çökelme ve kayıp yok. Seyreltilmiş çözeltinin molaritesi kaç mol/L’dir?
6Aynı sıcaklıkta nötr X içeren 100 mL 0,20 M çözeltiye, aynı X’in 0,50 M çözeltisinden bir miktar karıştırılıyor. Tepkime, çökelme ve kayıp yok. Karışım homojendir; ölçülen son hacim 200 mL ve molaritesi 0,36 M’dir. 0,50 M çözeltiden kaç mL kullanılmıştır?
7Aynı sıcaklıkta nötr X içeren 100 mL 0,30 M çözelti ile 300 mL 0,50 M çözelti, tepkime, çökelme ve kayıp olmadan karıştırılıyor. Karışım homojendir ve ölçülen son hacim 400 mL’dir. Son çözeltinin molaritesi kaç mol/L’dir?
8Kurmaca nötr X içeren 200 mL 0,60 M homojen çözeltiden 50 mL’lik bölüm ayrılıyor. Kapta kalan çözeltiye, aynı X’in 0,30 M çözeltisinden 100 mL ekleniyor. Tepkime, çökelme ve kayıp yok; bu soruda toplamsal hacim yaklaşımı açıkça kabul ediliyor (son hacim = kalan hacim + eklenen hacim). Son çözeltinin molaritesi kaç mol/L’dir?
9Aynı sıcaklıkta nötr X içeren üç homojen çözelti kurmaca bir tabloda veriliyor. P: 0,030 mol X, ölçülen çözelti hacmi 150 mL. R: 0,045 mol X, ölçülen çözelti hacmi 225 mL. T: 0,060 mol X, 380 mL saf suya katılıp ölçülen çözelti hacmi 400 mL. Hangi karşılaştırma doğrudur?
10Kurmaca nötr X içeren 250 mL 0,40 M homojen çözeltiden 100 mL’lik bölüm ayrılıyor. Ayrılan bölüme yalnız saf çözücüden 100 mL eklenip karıştırılıyor; oluşan çözeltinin hacmi 200 mL ölçülüyor. Aynı sıcaklık; tepkime, çökelme ve kayıp yok. Ayrılan bölümün son hali ile kapta kalan bölüm için hangi ifade doğrudur?
Aklında kaldı mı?
Seyreltmede c1V1=c2V2neden doğrudur;V2nedir?
Aynı izlenen çözünmüş n korunursa iki cVaynı moldür. V2son çözeltinin hacmi;eklenen çözücünün hacmi değildir. Tepkime/kayıp/çökelme varsa aynı nvarsayımı ayrıca sınanır.
İki çözeltinin cdeğerleri mi,molleri mi toplanır?
Aynı çözünen ve kayıpsız/tepkimesiz modelde c1V1+c2V2molleri toplanır. Son c için ayrıca Vsongerekir;hacimler koşulsuz toplanmaz.
Kaynak ve kontrol durumu
Bu ders Hepnot için hazırlandı; üçüncü taraf soru kitabından soru veya görsel aktarılmadı. Bu, başka içerikle benzerlik olmadığının garantisi değildir.
Branş editörü incelemesi ve müfredat eşleştirmesi sürüyor; bu nedenle ders taslak olarak işaretlidir.
Müfredat için başvurulacak kaynak: MEB öğretim programları.