Çözeltiler homojen karışımlardır. Bu tanımın içinde iki önemli şart vardır. Birincisi, çözelti bir karışım olduğuna göre onu meydana getiren maddelerin oranları değiştirilebilir, ikincisi, homojen olduğuna göre, her noktası aynı özellik taşır.
Bu açıklama bize çözelti kavramının geniş anlamda kullanılabileceğini göstermektedir. Gazların, sıvıların, katıların kendi aralarında veya gazların sıvı ve katılar, sıvıların katı ve gazlar, katıların sıvı ve gazlar içinde meydana getirdikleri homojen karışımlar birer çözeltidirler.
Endüstride çok kullanılan ‘pirinç’ bakır ve çinkodan oluşan bir alaşım olup katı çözeltilere bir örnektir.
Gazlar birbirleriyle her oranda karışabildiklerine göre gaz karışımlarına birer çözelti olarak bakabiliriz. Metaller birbirleriyle homojen karışımlar yaparak alaşımları meydana getirirler. Bizmut-kadmiyum alaşımında olduğu gibi bazı alaşımlar kendilerini meydana getiren maddelerin çok küçük saf kristalleri halinde oldukları için homojen değildirler. Bu gibi alaşımlara çözelti yerine metal bileşiği demek daha doğru olur. Yukarıdakiler çözelti kavramını geniş anlamını belirtmek için verilmiş örneklerdir.
İki maddenin birbiri içinde homojen bir şekilde karışması olayına çözünme denir. Genellikle, karışan maddelerden çok miktarda olan maddeye çözücü, az miktarda olana da çözünen denir. Bu bölümde suyun bir olarak bulunduğu çözeltilerden bahsedeceğiz. Bu gibi çözeltilere sulu çözeltiler denir.
100gr su ŞEKİL 1.1
Bazı katıların sudaki çözünürlüklerinin sıcaklıkla değişimi

Çözünürlük

Çözünürlüğe etki eden faktörler:

1.Çözücü ve çözünenin cinsi
2.Sıcaklık
3.Basınç
4.Ortak iyon varlığı
Aşağıda bunların açıklamalarına yer vericeğiz:

Bir maddenin çözücü içerisinde çok veya az miktarda çözünebilmesi özelliğine çözünürlük denir.
Çözünürlük bazen, 100 gram çözücü içinde çözünürken maddenin gram olarak ağırlığı cinsinden ifade edilir. Katı ve sıvıların su içindeki çözünürlükleri genel olarak sıcaklıkla artar, gazların çözünürlükleri ise sıcaklıkla azalır.
Gazları çözünürlüklerinde basıncın etkisi büyüktür. Yüksek basınç altında çok miktarda gazı sıvı içinde çözmek mümkündür. Bir litre su içerisinde çözünen gazın litre cinsinden hacmi onun çözünürlüğünü verir.





Şekil 1.1, çeşitli katıların su içindeki çözünürlüğünün sıcaklıkla nasıl değiştiğini göstermektedir. O halde katıların su içindeki çözünürlüklerini belirtirken mutlaka hangi sıcaklıkta çözündüğünü bilmemiz gerekir. Gazların çözünürlüğünde ise ayrıca basıncın ne kadar olduğunu belirtmeliyiz.
Şekil 1.1 de olduğu gibi katıların su içindeki çözünürlüğü sıcaklığa çok bağlıdır. KNO3te çözünürlük sıcaklığa çok bağımlı olduğu halde NACİ de değişme pek olmamaktadır. Bunda faydalın alarak, katılar birbirlerinden ‘Fraksiyonlu kristallendirme’ denilen metotla ayrılırlar.
Belirli bir sıcaklıkta belirli hacimdeki suyun içerisinde yine belirli miktarda madde çözünür. Daha fazla madde koyarsak, maddenin fazlası çözünmeden kalır ve o sıcaklıkta çözünen maddenin konsantrasyonu en büyüktür. Böyle çözeltilere doymuş çözeltiler denir. Belirli bir sıcaklıkta doymuş bir çözeltide daha fazla madde çözünemez. Aynı hacim, basınç ve sıcaklık şartlarındaki doymuş bir çözeltiden daha az miktarda madde bulunduran çözeltilere doymamış çözeltiler denir.
Çözünürlük sıcaklığa bağlı olduğuna göre doymuş bir çözeltide daha yüksek sıcaklıklarda daha fazla katı madde çözünebilir. O halde sıcaklığı yükselterek bir doymuş çözeltiyi doymamış hale getirmek mümkündür.
Saf suyun 100 C deki buhar basıncı 760 mm civa olduğu halde şekerli suyun aynı sıcaklıktaki buhar basıncı 760 mm den daha düşüktür. Bu durum da şekerli su 100 C derecede
kaynamaz. Şekerli suyun,buhar basıncı 760 mm ye çıkarmak için daha yüksek bir sıcaklığa kadar ısıtılması gerekir. Sonuç olarak bir çözeltinin içinde uçucu olmayan bir madde çözünmüşse,bu çözeltinin kaynama noktası saf çözücünün kaynama noktasından daha yüksektir.
Donma olayı,serbest haldeki sıvı moleküllerinin belli bir kristal şekli içinde düzgün bir yapıya dönmesi olayıdır. Donmanın olduğu sıcaklığa donma noktası denir. İçinde yabancı bir madde çözünmüş olan bir çözelti saf çözücüye göre daha güçlükle kristal şekline geçebilir. Bu bakımdan çözeltilerim donma noktası saf çözücüye göre daha düşüktür.
Bu deneyleri ilk defa Fransız bilgini M. Raoult yapmış ve buhar basıncı ile çözeltinin konsantrasyonu arasındaki bağıntıyı kendi adıyla adlandırılan bir kanunla ifade etmiştir.
Roult Kanunu : Bir çözeltinin buhar basıncı çözücünün saf haldeki buhar basıncı ile onun mol kesrinin çarpımına eşittir.

P : Po * n1
n1+ n2

P : Çözeltinin buhar basıncı
Po : Saf çözücünün buhar basıncı
*n1: Çözücünün mol sayısı
*n2 : Çözünen maddenin mol sayısı
Roult kanununa göre kaynama noktasında yükselme veya donma noktasında alçalma çözeltinin konsantrasyounuyla doğru orantılıdır. Belirli konsantrasyonlar için yükselme veya düşme, belirli değerler taşır.

Çözünme Olayı ve Polarlık

Çözücü olarak kullandığımız su molekülleri bir oksijen atomuna bağlı iki hidrojen atomundan meydana gelmişlerdir. Molekül geniş açılı bir V harfini andırır. V harfinin köşesinde oksijen, uçlarında da hidrojen atomları vardır. Oksijenin elektronları çekebilme gücü hidrojenlerinkinden daha fazla olduğundan oksijenin bulunduğu kısım eksi, hidrojenlerin bulunduğu kısım ise artı ile yüklenir. Bu elektrik yükleri iyon bileşiklerinde olduğu gibi tam olarak eksi veya artı değildir. Bu bakımdan kısmi eksi veya kısmi artı yükleri demek daha doğru olur.
Bir molekül farklı atomlardan meydana gelmişse atomların elektronlara karşı ilgisi farklıdır. Bunun sonucu olarak molekülün bir bölgesinde elektron fazlalığı karşıt bölgede ise elektron noksanlığı olur. Böyle moleküllerde eksi ve artı olmak üzere iki kutup meydana gelir. Bu moleküllere polar moleküller denir. Elektron dağılımı bir kutuplaşma göstermeyen moleküllere de apolar moleküller denir. Aynı cins atomlardan meydana gelen moleküller mutlaka apolardır.

oksijen

hidrojen


Suyun bir polar bileşik olması nedeniyle moleküller arası kuvvetler büyük olur. Sıvı haldeki su içinde, moleküller bir ağ meydana getirircesine birbirini çekmektedir. Bu nedenle apolar bir bileşik örneğin benzen, sıvı haldeki suyun bu kuvvetli yapısını bozarak çözünemez.
Bir NaCl kristalini su içine atalım. Kristalde + yüklü Na iyonları ile eksi yüklü Cl iyonları vardır. Katı sodyum klorürdeki sodyum iyonları ile klorür iyonlarını birbirinden ayırmak için bir enerji gereklidir. Su molekülleri, Na iyonlarına eksi yönlü yükleri ile yaklaşarak etrafını sararlar ve onu kristalden koparırlar. Aynı şekilde Cl iyonlarının etrafını su molekülleri, bu defa artı yönleri ile sararlar ve kristalden ayrılırlar. Su içinde çözünmüş bulunan Na ve Cl iyonları su molekülleri sarılıdırlar. Böyle iyonlara hidratlaşmış iyonlar denir.
Çözünen madde ile su arasındaki bu kuvvetler hem kristalin parçalanmasına hem de suyun ağ yapısını bozmaya yetmelidir. Bu yeterlilik iyon veya polar bileşiklerin su içinde çözünmelerinde görülür.
Bir sodyum klorür kristalini apolar bir bileşik olan benzen içine attığımızda çözünmediğini görürüz. Benzen moleküllerinin artı ve eksi yüklü kutupları olmadığından NaCl kristalini parçalayamazlar ve çözünme olayı olmaz.
Apolar bir maddenin apolar bir çözücü içinde çözünmesi olayında her iki maddede moleküller birbirinden kolaylıkla ayrılabilir ve birbirlerinin içine girebilirler. Örneğin: karbon tetra klorürün benzende çözünmesi.
Bu açıklamalardan sonra şu genellemeyi yapabiliriz. Polar ve iyon bileşikler polar çözücülerde, apolar bileşikler ise apolar çözücülerde daha kolay çözünürler.

Çözeltilerde iletkenlik

Katılarda elektriğin iletilmesi elektronlarla olur . Örneğin bir bakır telden elektrik akımının geçmesi demek elektronların bir uçtan diğer uca akması demektir. Sıvılarda ise elektrik iyonların göçüyle iletilir. Çözeltilerde artı ve eksi yüklü iyonlar olduğuna göre bu iyonlar birbirine zıt yönde hareket ederek elektriği iletirler. O halde bir çözeltinin elektrik iletkenliğini inceleyerek, içindeki iyonların azlığı veya çokluğu hakkında bilgi edinmek mümkündür.

Suyun İyonlaşması

Duyar ölçü aletleri kullanarak yapılan deneyler göstermektedir ki su,az da olsa iletkendir ve içinde artı ve eksi yüklü iyonlar vardır.
H2 O H+OH
Su denkleminde görüldüğü gibi iyonlaşmaktadır.
Elektriği ileten çözeltilere elektrolit çözeltiler denir.

Hidroliz

Bir tuzu suda çözdüğümüzde mutlaka nötral bir çözelti elde edilmez. Bazı tuzların çözeltileri asit özelliği gösterdiği halde, bazılarınınki baz özelliği gösterir. Bu olayı açıklayabilmek için tuzları, kendilerini meydana getiren asit ve bazların kuvvetli veya zayıf oluşlarına göre gruplarına ayıralım. Hidroliz olayı tuzdaki iyonlardan birinin su molekülleri ile etkileşmesinden olur.
Kuvvetli bir asitle kuvvetli bir bazın meydana getirdiği tuzlar: örnek olarak NaCl çözeltisi.
NaOH ve HCl kuvvetli baz ve asitlerdir. Asit ve bazın her ikisi de kuvvetli olduğundan çözelti de NaOH ve HCl bulunamaz. Bu nedenle Na ve Cl iyonları bu anlamda su ile etkileşim yapmazlar ve çözeltide nötral olur.
Kuvvetli bir baz ile zayıf bir asidin meydana getirdiği tuzlar: Örnek olarak CH3COON a çözeltisi .
Çözeltilerde ortak iyon varlığı da çözünürlüğü azaltır.

__________________