Bir kimya laboratuvarında hazırlanan sulu çözeltinin yoğunluğu 1,5 g/mL, molaritesi 4 mol/L'dir.
Çözünen maddenin mol kütlesi 120 g/mol olduğuna göre, çözeltinin kütlece yüzde derişimi nedir?
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruyu çözmek için adım adım ilerleyelim ve kimya bilgilerimizi kullanalım. Amacımız, verilen yoğunluk, molarite ve mol kütlesi bilgilerini kullanarak çözeltinin kütlece yüzde derişimini bulmak. Hadi başlayalım!
Molarite, bir litre çözeltide çözünmüş maddenin mol sayısını ifade eder. Soruda molarite $4 \text{ mol/L}$ olarak verilmiş. İşlemlerimizi kolaylaştırmak için çözeltinin hacmini $1 \text{ L}$ (yani $1000 \text{ mL}$) olarak kabul edelim.
Molarite (M) formülü: $M = \frac{\text{mol}_{\text{çözünen}}}{\text{Hacim}_{\text{çözelti (L)}}}$
Bu durumda, $1 \text{ L}$ çözeltideki çözünenin mol sayısı:
$\text{mol}_{\text{çözünen}} = M \times \text{Hacim}_{\text{çözelti (L)}}$
$\text{mol}_{\text{çözünen}} = 4 \text{ mol/L} \times 1 \text{ L} = 4 \text{ mol}$
Demek ki, $1 \text{ L}$ çözeltide $4 \text{ mol}$ çözünen madde bulunmaktadır.
Çözünenin mol sayısını ve mol kütlesini biliyoruz. Mol kütlesi ($M_m$) $120 \text{ g/mol}$ olarak verilmiş. Çözünenin kütlesini bulmak için şu formülü kullanırız:
$\text{Kütle}_{\text{çözünen}} = \text{mol}_{\text{çözünen}} \times M_m$
$\text{Kütle}_{\text{çözünen}} = 4 \text{ mol} \times 120 \text{ g/mol} = 480 \text{ g}$
Yani, $1 \text{ L}$ çözeltide $480 \text{ g}$ çözünen madde vardır.
Çözeltinin yoğunluğu ($\rho$) $1.5 \text{ g/mL}$ olarak verilmiş. Çözeltinin hacmini $1 \text{ L}$ (yani $1000 \text{ mL}$) olarak kabul etmiştik. Çözeltinin kütlesini bulmak için yoğunluk formülünü kullanırız:
$\rho = \frac{\text{Kütle}_{\text{çözelti}}}{\text{Hacim}_{\text{çözelti}}}$
$\text{Kütle}_{\text{çözelti}} = \rho \times \text{Hacim}_{\text{çözelti}}$
$\text{Kütle}_{\text{çözelti}} = 1.5 \text{ g/mL} \times 1000 \text{ mL} = 1500 \text{ g}$
Böylece, $1 \text{ L}$ çözeltinin kütlesinin $1500 \text{ g}$ olduğunu bulduk.
Kütlece yüzde derişim, çözünen maddenin kütlesinin, çözeltinin toplam kütlesine oranının yüzde olarak ifadesidir. Formülü şöyledir:
$\text{Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{\text{Kütle}_{\text{çözünen}}}{\text{Kütle}_{\text{çözelti}}} \times 100$
Bulduğumuz değerleri yerine yazalım:
$\text{Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{480 \text{ g}}{1500 \text{ g}} \times 100$
$\text{Kütlece Yüzde Derişim} = 0.32 \times 100 = 32\%$
Sonuç olarak, çözeltinin kütlece yüzde derişimi $32\%$ olarak bulunur.
Cevap C seçeneğidir.
