Bir çözeltide [Ba²⁺] = 2×10⁻³ M ve [SO₄²⁻] = 3×10⁻³ M'dir. BaSO₄ için Kçç = 1×10⁻¹⁰ olduğuna göre, bu çözelti için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Çözelti doymuştur
B) Çözelti doymamıştır
C) Çökme başlar
D) Çözelti aşırı doymuştur
Sevgili öğrenciler, bu soruda bir çözeltinin doygunluk durumunu belirlememiz isteniyor. Bunu yaparken, çözünürlük çarpımı sabiti ($K_{çç}$) ile iyon çarpımı ($Q_{çç}$) değerlerini karşılaştıracağız. Haydi adım adım inceleyelim:
- 1. Çözünme Tepkimesini Yazalım:
Öncelikle, baryum sülfat ($BaSO_4$) katısının suda nasıl çözündüğünü gösteren denge tepkimesini yazalım. $BaSO_4$ suda az çözünen bir tuzdur ve iyonlarına ayrışması aşağıdaki gibidir:
$BaSO_4(k) \rightleftharpoons Ba^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq)$
- 2. Çözünürlük Çarpımı Sabiti ($K_{çç}$) İfadesini Belirleyelim:
$K_{çç}$ ifadesi, denge anındaki iyon derişimlerinin çarpımıdır. Bu tepkime için $K_{çç}$ ifadesi şöyledir:
$K_{çç} = [Ba^{2+}][SO_4^{2-}]$
Soruda bize $K_{çç} = 1 \times 10^{-10}$ olarak verilmiş.
- 3. İyon Çarpımı ($Q_{çç}$) Değerini Hesaplayalım:
İyon çarpımı ($Q_{çç}$), herhangi bir andaki (denge olmak zorunda değil) iyon derişimlerinin çarpımıdır. Bize verilen başlangıç derişimlerini kullanarak $Q_{çç}$ değerini hesaplayabiliriz:
$[Ba^{2+}] = 2 \times 10^{-3} M$
$[SO_4^{2-}] = 3 \times 10^{-3} M$
$Q_{çç} = [Ba^{2+}][SO_4^{2-}]$
$Q_{çç} = (2 \times 10^{-3})(3 \times 10^{-3})$
$Q_{çç} = 6 \times 10^{-6}$
- 4. $Q_{çç}$ ve $K_{çç}$ Değerlerini Karşılaştıralım:
Şimdi hesapladığımız $Q_{çç}$ değerini, verilen $K_{çç}$ değeri ile karşılaştıralım:
$Q_{çç} = 6 \times 10^{-6}$
$K_{çç} = 1 \times 10^{-10}$
Görüldüğü gibi, $6 \times 10^{-6}$ sayısı $1 \times 10^{-10}$ sayısından çok daha büyüktür. Yani, $Q_{çç} > K_{çç}$.
- 5. Sonucu Yorumlayalım:
$Q_{çç}$ ve $K_{çç}$ değerlerinin karşılaştırılması bize çözeltinin durumu hakkında bilgi verir:
- Eğer $Q_{çç} < K_{çç}$ ise, çözelti doymamıştır ve daha fazla katı çözünebilir.
- Eğer $Q_{çç} = K_{çç}$ ise, çözelti doymuştur ve denge durumundadır. Net bir çözünme veya çökme olmaz.
- Eğer $Q_{çç} > K_{çç}$ ise, çözelti aşırı doymuştur ve sistem dengeye ulaşmak için iyonların katı halde çökmesini sağlar. Bu durumda çökme başlar.
Bizim durumumuzda $Q_{çç} > K_{çç}$ olduğu için, çözeltideki iyon derişimleri denge derişimlerinden daha fazladır ve $BaSO_4$ katısı çözeltiden çökmeye başlayacaktır.
Bu durumda, doğru seçenek "Çökme başlar" ifadesini içeren C seçeneğidir.
Cevap C seçeneğidir.
