Bir deneyde AgCl katısı doymuş çözeltisi içinde bulunmaktadır. Bu çözeltiye NaCl eklendiğinde aşağıdakilerden hangisi gözlenir?
A) AgCl'nin çözünürlük çarpımı değeri artar
B) AgCl'nin çözünürlük çarpımı değeri azalır
C) AgCl'nin çözünürlüğü artar
D) AgCl'nin çözünürlüğü azalır
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu adım adım inceleyerek, kimyasal denge ve çözünürlük kavramlarını pekiştirelim. Sorunun doğru cevabı D seçeneğidir. Şimdi nedenini açıklayalım:
- Başlangıç Durumu ve Denge: Deneyde, $AgCl$ katısı doymuş çözeltisi içinde bulunuyor. Bu, $AgCl$ katısının suda çözünerek iyonlarına ayrışması ve aynı zamanda iyonların birleşerek tekrar katı oluşturması arasında bir denge kurulduğu anlamına gelir. Bu dengeyi aşağıdaki denklemle gösterebiliriz:
$$AgCl(k) \rightleftharpoons Ag^+(suda) + Cl^-(suda)$$
Bu denge durumunda, çözeltideki $Ag^+$ ve $Cl^-$ iyonlarının derişimleri sabittir ve bu derişimlerin çarpımı, belirli bir sıcaklıkta $AgCl$'nin çözünürlük çarpımı sabiti ($K_{sp}$) değerini verir:
$$K_{sp} = [Ag^+][Cl^-]$$
- NaCl Eklemenin Etkisi (Ortak İyon Etkisi): Çözeltiye sodyum klorür ($NaCl$) eklendiğinde ne olur? $NaCl$ suda tamamen çözünen bir tuzdur ve aşağıdaki gibi iyonlarına ayrışır:
$$NaCl(k) \rightarrow Na^+(suda) + Cl^-(suda)$$
Gördüğünüz gibi, $NaCl$ eklenmesi çözeltideki $Cl^-$ iyonlarının derişimini artırır. $Cl^-$ iyonu, $AgCl$ dengesindeki ürünlerden biridir. Bu duruma ortak iyon etkisi denir.
- Le Chatelier Prensibi: Kimyasal dengeye dışarıdan bir etki yapıldığında, sistem bu etkiyi azaltacak yönde hareket eder. Bu ilkeye Le Chatelier Prensibi denir. Bizim durumumuzda, çözeltiye $Cl^-$ iyonu ekleyerek $Cl^-$ derişimini artırdık. Denge, artan $Cl^-$ derişimini azaltmak için sola doğru kayacaktır.
$$AgCl(k) \leftarrow Ag^+(suda) + Cl^-(suda)$$
- Çözünürlüğe Etkisi: Denge sola kaydığında, daha fazla $Ag^+$ iyonu ve eklenen $Cl^-$ iyonu birleşerek $AgCl$ katısı oluşturur ve çöker. Bu da çözeltideki $Ag^+$ iyonlarının derişiminin azalmasına neden olur. $AgCl$'nin çözünürlüğü, çözeltideki $Ag^+$ (veya $Cl^-$) iyonlarının derişimi ile doğru orantılıdır. $Ag^+$ derişimi azaldığı için, $AgCl$'nin çözünürlüğü de azalır. Yani, daha az $AgCl$ çözünmüş halde kalır, daha çoğu katı halde çöker.
- Çözünürlük Çarpımı ($K_{sp}$) Değerine Etkisi: $K_{sp}$ değeri, belirli bir sıcaklıkta sabit bir değerdir. Sıcaklık değişmediği sürece $K_{sp}$ değeri değişmez. Ortak iyon eklemek, dengeyi kaydırarak iyon derişimlerini değiştirir, ancak bu derişimlerin çarpımı ($K_{sp}$) yine aynı sabiti verir. Bu nedenle A ve B seçenekleri yanlıştır.
Sonuç olarak, çözeltiye $NaCl$ eklenmesiyle ortak iyon olan $Cl^-$ derişimi artar, Le Chatelier Prensibi'ne göre denge sola kayar ve $AgCl$'nin çözünürlüğü azalır.
Cevap D seçeneğidir.
