Çözünürlük dengesi, katı haldeki iyonik bir bileşiğin doymuş çözeltisi ile dengede olduğu sistemleri inceler. Bu konu, kimyasal dengenin özel bir uygulamasıdır ve AYT Kimya'da sıkça karşımıza çıkar. 🎯
Az çözünen iyonik bir katının (örneğin AgCl) doymuş çözeltisindeki iyon derişimleri çarpımına, o bileşiğin çözünürlük çarpımı (Kçç) denir.
Genel bir reaksiyon için:
AmBn(k) ⇌ mAn+(suda) + nBm-(suda)
Çözünürlük çarpımı ifadesi şu şekilde yazılır:
\( K_{çç} = [A^{n+}]^m [B^{m-}]^n \)
📌 Önemli Nokta: Kçç sadece sıcaklıkla değişen bir sabittir. Katının miktarı veya çözeltideki diğer iyonların varlığı Kçç değerini değiştirmez, ancak dengeyi etkileyebilir.
Az çözünen bir tuzun çözeltisine, tuzla ortak iyon içeren başka bir bileşik eklendiğinde, tuzun çözünürlüğünün azalmasına ortak iyon etkisi denir.
💡 Örnek: Doymuş AgCl çözeltisine NaCl eklenirse, Cl- iyonu derişimi artar. Le Chatelier ilkesine göre denge, eklenen iyonu azaltacak yöne (giriş yönüne) kayar ve AgCl'nin çözünürlüğü azalır.
Bir çözeltide herhangi bir çökelme olup olmayacağını anlamak için iyonlar çarpımı (Q) ile Kçç karşılaştırılır.
💎 Örnek: 25°C'ta CaF2'ün çözünürlüğü 2.1x10-4 M'dir. Buna göre Kçç değeri nedir?
Çözüm: CaF2(k) ⇌ Ca2+(suda) + 2F-(suda)
Çözünürlük (s) = [Ca2+] = 2.1x10-4 M
[F-] = 2s = 4.2x10-4 M
\( K_{çç} = [Ca^{2+}][F^-]^2 = (2.1 \times 10^{-4}) \times (4.2 \times 10^{-4})^2 \)
\( K_{çç} = 3.7 \times 10^{-11} \)
💎 Örnek: 0.10 M NaF çözeltisinde CaF2'ün çözünürlüğü nedir? (Kçç = 3.7x10-11)
Çözüm: NaF, F- iyonu kaynağıdır. Başlangıç [F-] = 0.10 M'dır.
CaF2(k) ⇌ Ca2+ + 2F-
Çözünürlük (s) = [Ca2+]
Dengedeki [F-] = 0.10 + 2s ≈ 0.10 M (s çok küçük olduğu için 2s ihmal edilir)
\( K_{çç} = [Ca^{2+}][F^-]^2 \)
\( 3.7 \times 10^{-11} = (s)(0.10)^2 \)
\( s = 3.7 \times 10^{-9} \) M
Görüldüğü gibi saf sudakine (2.1x10-4 M) göre çözünürlük binlerce kat azalmıştır.
💎 Örnek: 100 mL 0.001 M AgNO3 ve 100 mL 0.002 M NaCl çözeltileri karıştırılıyor. AgCl için Kçç = 1.8x10-10 olduğuna göre çökelme olur mu?
Çözüm: Karışımdaki iyon derişimleri hesaplanır. Toplam hacim 200 mL'dir.
[Ag+] = (0.001 M * 0.1 L) / 0.2 L = 5x10-4 M
[Cl-] = (0.002 M * 0.1 L) / 0.2 L = 1x10-3 M
Q = [Ag+][Cl-] = (5x10-4)(1x10-3) = 5x10-7
Q (5x10-7) > Kçç (1.8x10-10) olduğundan çökelme olur.