Çözünme çökelme tepkimeleri nedir Test 2

0.1 M CaCl₂ ve 0.1 M Na₂SO₄ çözeltileri eşit hacimlerde karıştırılıyor. CaSO₄ için Kçç = 2.4×10⁻⁵ olduğuna göre iyonlar konsantrasyonu çarpımı (Q) kaçtır?

A) 1×10⁻²
B) 2.5×10⁻³
C) 5×10⁻³
D) 1×10⁻³

Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, iki farklı çözeltiyi karıştırdığımızda oluşabilecek bir çökeltinin iyon konsantrasyonu çarpımını (Q) hesaplayacağız. Bu tür sorular, çözeltiler kimyasının temel prensiplerini anlamak için harikadır. Adım adım ilerleyelim:

• 1. Adım: Çözeltilerin Karışması ve İyonların Belirlenmesi

• Elimizde $0.1 \text{ M } CaCl_2$ ve $0.1 \text{ M } Na_2SO_4$ çözeltileri var. Bu iki çözelti karıştırıldığında, iyonlar birbirleriyle karşılaşır ve yeni bileşikler oluşturabilir. Potansiyel olarak çökelti oluşturabilecek iyonlar $Ca^{2+}$ ve $SO_4^{2-}$ iyonlarıdır, çünkü $CaSO_4$ için bir $K_{çç}$ değeri verilmiştir. Bu da $CaSO_4$'ün suda az çözünen bir tuz olduğunu gösterir.

  • $CaCl_2(suda) \rightarrow Ca^{2+}(suda) + 2Cl^-(suda)$
  • $Na_2SO_4(suda) \rightarrow 2Na^+(suda) + SO_4^{2-}(suda)$

  Bizim için önemli olan iyonlar $Ca^{2+}$ ve $SO_4^{2-}$ iyonlarıdır.

• 2. Adım: Başlangıç İyon Konsantrasyonlarının Belirlenmesi

• Çözeltiler karıştırılmadan önce iyonların konsantrasyonları şöyledir:

  • $0.1 \text{ M } CaCl_2$ çözeltisinden: $[Ca^{2+}] = 0.1 \text{ M}$
  • $0.1 \text{ M } Na_2SO_4$ çözeltisinden: $[SO_4^{2-}] = 0.1 \text{ M}$
• 3. Adım: Hacim Karışımı ve Seyrelme Etkisi

• Soruda "eşit hacimlerde karıştırılıyor" ifadesi çok önemlidir. Diyelim ki her bir çözeltiden $V$ litre aldık. Karıştırdığımızda toplam hacim $V + V = 2V$ litre olacaktır. Bu durum, her bir iyonun konsantrasyonunun yarıya düşmesine neden olur (seyrelme).

  • Yeni $[Ca^{2+}] = \frac{\text{Başlangıç } [Ca^{2+}] \times \text{Başlangıç Hacmi}}{\text{Toplam Hacim}} = \frac{0.1 \text{ M} \times V}{2V} = \frac{0.1}{2} \text{ M} = 0.05 \text{ M}$
  • Yeni $[SO_4^{2-}] = \frac{\text{Başlangıç } [SO_4^{2-}] \times \text{Başlangıç Hacmi}}{\text{Toplam Hacim}} = \frac{0.1 \text{ M} \times V}{2V} = \frac{0.1}{2} \text{ M} = 0.05 \text{ M}$

  Artık karışımdaki $Ca^{2+}$ ve $SO_4^{2-}$ iyonlarının konsantrasyonlarını biliyoruz.

• 4. Adım: İyon Konsantrasyonu Çarpımının (Q) Hesaplanması

• İyon konsantrasyonu çarpımı (Q), bir tuzun çözünme denklemi kullanılarak hesaplanır. $CaSO_4$ için çözünme denklemi şöyledir:

  • $CaSO_4(k) \rightleftharpoons Ca^{2+}(suda) + SO_4^{2-}(suda)$

  Q ifadesi ise bu iyonların konsantrasyonlarının çarpımıdır:

  • $Q = [Ca^{2+}][SO_4^{2-}]$

  Şimdi seyrelmiş konsantrasyonları yerine koyalım:

  • $Q = (0.05)(0.05)$
  • $Q = 0.0025$
  • $Q = 2.5 \times 10^{-3}$

  Bu değer, $K_{çç}$ ile karşılaştırılarak çökelti oluşup oluşmayacağına karar vermemizi sağlar. Eğer $Q > K_{çç}$ ise çökelti oluşur.

Hesaplamalarımız sonucunda iyon konsantrasyonu çarpımını $2.5 \times 10^{-3}$ olarak bulduk.

Cevap B seçeneğidir.