Çözünürlük çarpımı (KÇÇ) nedir Test 2

0,1 M CaCl₂ çözeltisi ile 0,1 M Na₂SO₄ çözeltisi eşit hacimlerde karıştırılıyor. CaSO₄'ün Kçç değeri 2,4×10⁻⁵ olduğuna göre aşağıdakilerden hangisi gözlenir?

A) Çökme olmaz
B) Beyaz CaSO₄ çöker
C) Gaz çıkışı olur
D) Çözelti rengi değişir

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, iki farklı çözeltiyi karıştırdığımızda bir çökelti oluşup oluşmayacağını ve eğer oluşursa ne tür bir gözlem yapacağımızı belirleyeceğiz. Bu tür soruları çözmek için iyonik denge ve çözünürlük çarpımı ($K_{çç}$) kavramlarını iyi anlamamız gerekiyor. Haydi adım adım ilerleyelim!

• 1. Adım: Karışan Çözeltileri ve Olası Çökeltiyi Belirleme

  Elimizde $0,1 \text{ M CaCl}_2$ ve $0,1 \text{ M Na}_2\text{SO}_4$ çözeltileri var. Bu iki çözelti karıştırıldığında, iyonlar arasında yer değiştirme tepkimesi gerçekleşebilir. Oluşabilecek yeni bileşikler $\text{NaCl}$ ve $\text{CaSO}_4$'tür. $\text{NaCl}$ suda iyi çözünen bir tuzdur, ancak $\text{CaSO}_4$'ün çözünürlüğü sınırlıdır ve soruda $K_{çç}$ değeri verilmiştir. Bu da bize $\text{CaSO}_4$'ün çökme potansiyeli olduğunu gösterir.

• 2. Adım: İyonların Başlangıç Derişimlerini Hesaplama

  Çözeltiler eşit hacimlerde karıştırıldığında, toplam hacim iki katına çıkar. Bu durumda, her bir çözeltiden gelen iyonların derişimleri yarıya iner.

  • $\text{CaCl}_2$ çözeltisi: $\text{CaCl}_2 \text{(aq)} \rightarrow \text{Ca}^{2+}\text{(aq)} + 2\text{Cl}^-\text{(aq)}$
  • Başlangıçta $[\text{Ca}^{2+}] = 0,1 \text{ M}$ idi. Eşit hacimde karıştırılınca $[\text{Ca}^{2+}] = \frac{0,1 \text{ M}}{2} = 0,05 \text{ M}$ olur.
  • $\text{Na}_2\text{SO}_4$ çözeltisi: $\text{Na}_2\text{SO}_4 \text{(aq)} \rightarrow 2\text{Na}^+\text{(aq)} + \text{SO}_4^{2-}\text{(aq)}$
  • Başlangıçta $[\text{SO}_4^{2-}] = 0,1 \text{ M}$ idi. Eşit hacimde karıştırılınca $[\text{SO}_4^{2-}] = \frac{0,1 \text{ M}}{2} = 0,05 \text{ M}$ olur.
• 3. Adım: İyon Çarpımını ($Q_{çç}$) Hesaplama

  Bir çökelti oluşup oluşmayacağını anlamak için, karıştırma anındaki iyon derişimlerinin çarpımını ($Q_{çç}$) hesaplamamız ve bunu $K_{çç}$ değeri ile karşılaştırmamız gerekir. $\text{CaSO}_4$'ün çözünme denklemi ve $Q_{çç}$ ifadesi şöyledir:

  $\text{CaSO}_4 \text{(s)} \rightleftharpoons \text{Ca}^{2+}\text{(aq)} + \text{SO}_4^{2-}\text{(aq)}$

  $Q_{çç} = [\text{Ca}^{2+}][\text{SO}_4^{2-}]$

  Hesapladığımız derişimleri yerine koyalım:

  $Q_{çç} = (0,05 \text{ M}) \times (0,05 \text{ M})$

  $Q_{çç} = (5 \times 10^{-2}) \times (5 \times 10^{-2})$

  $Q_{çç} = 25 \times 10^{-4}$

  $Q_{çç} = 2,5 \times 10^{-3}$

• 4. Adım: $Q_{çç}$ ile $K_{çç}$ Değerlerini Karşılaştırma

  Şimdi hesapladığımız $Q_{çç}$ değerini, soruda verilen $K_{çç}$ değeri ile karşılaştıralım:

  • Verilen $K_{çç} = 2,4 \times 10^{-5}$
  • Hesaplanan $Q_{çç} = 2,5 \times 10^{-3}$

  Gördüğümüz gibi, $Q_{çç} (2,5 \times 10^{-3})$ değeri $K_{çç} (2,4 \times 10^{-5})$ değerinden büyüktür ($2,5 \times 10^{-3} > 2,4 \times 10^{-5}$).

  Bu durum, çözeltinin aşırı doymuş olduğunu ve dengeye ulaşmak için $\text{CaSO}_4$ katısının çökeceği anlamına gelir.

• 5. Adım: Gözlemi Belirleme

  Çökme olacağını belirledik. Şimdi ne tür bir çökelti oluşacağını düşünelim. $\text{CaSO}_4$ (kalsiyum sülfat) genellikle beyaz renkli bir katıdır. Bu nedenle, çözeltide beyaz bir çökelti gözlenmesi beklenir.

  Seçenekleri değerlendirelim:

  • A) Çökme olmaz: Yanlış, çünkü $Q_{çç} > K_{çç}$.
  • B) Beyaz $\text{CaSO}_4$ çöker: Doğru, çünkü $\text{CaSO}_4$ çökecek ve beyaz renklidir.
  • C) Gaz çıkışı olur: Bu tepkimede gaz oluşumunu tetikleyecek bir durum yoktur.
  • D) Çözelti rengi değişir: Başlangıçtaki çözeltiler renksizdir ve oluşan çökelti beyazdır. Çözelti renginde belirgin bir değişiklik beklenmez, sadece beyaz bir katı oluşumu gözlenir.

Bu analizler sonucunda, çözeltide beyaz $\text{CaSO}_4$ çökeltisinin oluşacağını söyleyebiliriz.

Cevap B seçeneğidir.