Ortak iyon hesaplamaları

Question

Bu konuyu anlamakta biraz zorlanıyorum. Özellikle çözünürlüğe etkisini tam olarak kavrayamadım. Ortak iyon eklediğimizde dengenin nasıl değiştiğini net bir şekilde hayal edemiyorum.

Answer 1

📊 Ortak İyon Hesaplamaları

Bir çözeltide, çözünürlük dengesine sahip bir tuzun iyonlarından biri dışarıdan eklenirse, bu iyonun derişimi artar. Bu duruma ortak iyon etkisi denir ve Le Chatelier İlkesi'ne göre denge, bu eklenen iyonun derişimini azaltacak yöne, yani çökme yönüne kayar. Bu da tuzun çözünürlüğünün azalmasına neden olur.

🧪 Temel Prensip

Zayıf bir asit veya bazın çözünürlüğü, çözeltideki ortak bir iyonun varlığında azalır. Aynı şekilde, az çözünen bir iyonik katının çözünürlüğü de, çözeltideki ortak bir iyonun varlığında azalır.

🔢 Hesaplama Adımları

Ortak iyon hesaplamalarını yapmak için şu adımları izleyebiliriz:

• ✅ Denge denklemini yazın: Çözünme reaksiyonunu ve K_çç (Çözünürlük Çarpımı) ifadesini yazın.
• ✅ Başlangıç derişimlerini belirleyin: Ortak iyonun başlangıç derişimini ve çözünen katının başlangıç derişimini (genellikle 0) yazın.
• ✅ Değişimleri tanımlayın: Çözünen madde miktarına x deyin ve denge derişimlerini x cinsinden ifade edin.
• ✅ K_çç ifadesinde yerine koyun: Denge derişimlerini K_çç ifadesinde yerine koyun ve x'i çözün.
• ✅ Çözünürlüğü hesaplayın: Bulduğunuz x değeri, katının yeni çözünürlüğünü verir.

📝 Örnek: Gümüş Klorür (AgCl) Çözünürlüğü

Saf suda ve 0.10 M NaCl çözeltisindeki çözünürlüğünü hesaplayalım. (AgCl için K_çç = 1.8 × 10^-10)

➡️ 1. Saf Sudaki Çözünürlük

Çözünme denklemi: AgCl(k) ⇌ Ag⁺(suda) + Cl^-(suda)

K_çç = [Ag⁺][Cl^-] = 1.8 × 10^-10

Çözünürlüğe S dersek, [Ag⁺] = S ve [Cl^-] = S olur.

K_çç = (S)(S) = S² = 1.8 × 10^-10

S = √(1.8 × 10^-10) ≈ 1.34 × 10^-5 M

➡️ 2. 0.10 M NaCl Çözeltisindeki Çözünürlük (Ortak İyon Etkisi)

Burada başlangıçta [Cl^-] = 0.10 M'dır (NaCl'den dolayı).

• Başlangıç Derişimleri: [Ag⁺] = 0, [Cl^-] = 0.10 M
• Değişim: AgCl'den çözünen miktar S' olsun. [Ag⁺] = S', [Cl^-] = 0.10 + S'

Ortak iyon etkisi olduğu için S' çok küçük olacaktır. Bu nedenle 0.10 + S' ≈ 0.10 kabul edebiliriz.

K_çç = [Ag⁺][Cl^-] = (S')(0.10) = 1.8 × 10^-10

S' = (1.8 × 10^-10) / (0.10) = 1.8 × 10^-9 M

💡 Sonuç: Gümüş klorürün çözünürlüğü, 0.10 M NaCl çözeltisinde (1.8 × 10^-9 M), saf sudakine (1.34 × 10^-5 M) göre yaklaşık 10,000 kat azalmıştır! Bu, ortak iyon etkisinin ne kadar güçlü olabildiğini gösterir.

🎯 Önemli Noktalar

• 📌 Ortak iyon, çözünürlüğü her zaman azaltır.
• 📌 Hesaplamalarda, ortak iyonun başlangıç derişimi, çözünmeden gelen derişimden çok daha büyükse (genellikle öyledir), küçük x (veya S) yaklaşımı yapılabilir. Bu, hesaplamayı büyük ölçüde kolaylaştırır.
• 📌 Bu etki, zayıf asit ve bazların iyonlaşma dengesi için de geçerlidir. Örneğin, asetik asit çözeltisine sodyum asetat eklemek, asitin iyonlaşma yüzdesini düşürür.