Bir öğrenci laboratuvarda potasyum nitratın (KNO₃) sudaki çözünürlüğünü inceliyor. 50 mL saf suya 20°C'de 15 gram KNO₃ eklediğinde tamamen çözündüğünü, aynı miktar suya 30°C'de 25 gram KNO₃ eklediğinde yine tamamen çözündüğünü gözlemliyor. Bu deneyden çıkarılabilecek en doğru sonuç nedir?
A) KNO₃'ün çözünmesi ekzotermiktirSevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım inceleyerek doğru sonuca ulaşalım:
İlk durumda, 20°C'de 50 mL suya 15 gram $KNO_3$ (potasyum nitrat) eklenmiş ve tamamen çözünmüştür. Bu gözlem bize, 20°C'de 50 mL suyun en az 15 gram $KNO_3$ çözebildiğini gösterir.
İkinci durumda, sıcaklık 30°C'ye çıkarılmış ve aynı 50 mL suya bu kez 25 gram $KNO_3$ eklenmiş, yine tamamen çözünmüştür. Bu da 30°C'de 50 mL suyun en az 25 gram $KNO_3$ çözebildiğini gösterir.
Gözlemlerimizi karşılaştırdığımızda, sıcaklık 20°C'den 30°C'ye yükseltildiğinde, aynı miktar suda çözünen $KNO_3$ miktarı 15 gramdan 25 grama çıkmıştır.
Bu durum, potasyum nitratın ($KNO_3$) sudaki çözünürlüğünün sıcaklık arttıkça arttığını açıkça göstermektedir. Yani, su ısındıkça daha fazla $KNO_3$ çözebilmektedir.
Kimyada genel bir kural olarak, bir maddenin çözünürlüğü sıcaklık arttıkça artıyorsa, o maddenin çözünme süreci endotermiktir. Endotermik çözünme, çözünme sırasında ortamdan ısı aldığı anlamına gelir.
Le Chatelier ilkesine göre, endotermik bir sistemde sıcaklık artışı, dengeyi ürünler yönüne (yani daha fazla çözünme yönüne) kaydırır. Bu da çözünürlüğün artmasına neden olur.
Eğer çözünürlük sıcaklık arttıkça azalsaydı, çözünme süreci ekzotermik (ısı veren) olurdu.
A) $KNO_3$'ün çözünmesi ekzotermiktir: Yanlış. Çözünürlük sıcaklıkla arttığı için ekzotermik olamaz.
B) $KNO_3$'ün çözünürlüğü sıcaklıkla azalır: Yanlış. Deneyler çözünürlüğün arttığını göstermektedir.
C) $KNO_3$'ün çözünmesi endotermiktir: Doğru. Çözünürlük sıcaklıkla arttığı için çözünme süreci ısı alarak gerçekleşir.
D) $KNO_3$'ün çözünürlüğü sıcaklıkla değişmez: Yanlış. Farklı sıcaklıklarda farklı miktarlar çözündüğü için çözünürlük değişmektedir.
Cevap C seçeneğidir.
