Katı ve sıvı maddelerin çözünürlükleri genellikle sıcaklık arttıkça artar. Ancak bazı istisnalar da bulunmaktadır.
Aşağıdaki maddelerden hangisinin sudaki çözünürlüğünün sıcaklık artışıyla azalması beklenir?
A) $NaCl$ (Sodyum klorür)
B) $KNO_3$ (Potasyum nitrat)
C) $Na_2SO_4$ (Sodyum sülfat)
D) $C_{12}H_{22}O_{11}$ (Şeker)
E) $CaCl_2$ (Kalsiyum klorür)
Sevgili öğrenciler, bu soru, maddelerin sudaki çözünürlüklerinin sıcaklıkla nasıl değiştiği konusundaki genel kuralı ve bu kuralın istisnalarını anlamamızı istiyor. Çoğu katı maddenin çözünürlüğü sıcaklık arttıkça artarken, bazı maddeler için durum tam tersi olabilir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- Genel Kural: Çoğu katı maddenin sudaki çözünürlüğü, sıcaklık arttıkça artar. Bunun nedeni, yüksek sıcaklıkta moleküllerin daha fazla enerjiye sahip olması ve çözücü ile çözünen arasındaki etkileşimlerin daha kolay gerçekleşmesidir.
- A) $NaCl$ (Sodyum klorür): Sofra tuzu olarak bildiğimiz sodyum klorürün sudaki çözünürlüğü, sıcaklık artışıyla çok az miktarda artar. Yani sıcaklık artışı çözünürlüğünü belirgin bir şekilde azaltmaz.
- B) $KNO_3$ (Potasyum nitrat): Potasyum nitrat, sıcaklık arttıkça çözünürlüğü oldukça fazla artan maddelere güzel bir örnektir. Bu madde, sıcak su içinde soğuk suya göre çok daha fazla çözünür.
- C) $Na_2SO_4$ (Sodyum sülfat): Sodyum sülfat, bu sorudaki istisnai duruma uyan maddedir. Sodyum sülfatın dekahidrat formu ($Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$) belirli bir sıcaklığa (yaklaşık $32.4^\circ C$) kadar sıcaklıkla çözünürlüğü artar. Ancak bu sıcaklığın üzerinde, dekahidrat formunun susuz forma ($Na_2SO_4$) dönüşmesiyle birlikte, çözünürlüğü sıcaklık artışıyla azalmaya başlar. Bu, çözünme sürecinin endotermik olmaktan ekzotermik hale geçmesiyle açıklanabilir. Dolayısıyla, sıcaklık artışıyla çözünürlüğünün azalması beklenen bir durumdur.
- D) $C_{12}H_{22}O_{11}$ (Şeker): Şeker (sükroz), günlük hayatta sıkça karşılaştığımız bir maddedir. Çayımızı veya kahvemizi sıcakken daha kolay tatlandırdığımızı düşünün. Şekerin sudaki çözünürlüğü, sıcaklık arttıkça önemli ölçüde artar.
- E) $CaCl_2$ (Kalsiyum klorür): Kalsiyum klorürün sudaki çözünürlüğü de sıcaklık arttıkça artar. Hatta çözünürken oldukça fazla ısı açığa çıkaran (ekzotermik çözünme) bir maddedir, ancak çözünürlüğü sıcaklıkla artmaya devam eder.
Bu bilgiler ışığında, sıcaklık artışıyla çözünürlüğünün azalması beklenen madde $Na_2SO_4$ (Sodyum sülfat)'tır.
Cevap C seçeneğidir.
