Aşağıdaki madde çiftlerinden hangisinin birbiri içerisinde iyi çözünmesi beklenmez?
A) Su ($H_2O$) ve Etanol ($CH_3CH_2OH$)
B) Karbon tetraklorür ($CCl_4$) ve Benzen ($C_6H_6$)
C) Tuz ($NaCl$) ve Su ($H_2O$)
D) Şeker ($C_{12}H_{22}O_{11}$) ve Benzin
E) İyot ($I_2$) ve Karbon tetraklorür ($CCl_4$)
Bu soruyu çözmek için kimyada çok önemli bir ilke olan "benzer benzeri çözer" kuralını hatırlamamız gerekiyor. Bu kurala göre, polar maddeler polar çözücülerde, apolar maddeler ise apolar çözücülerde iyi çözünürler. Şimdi her bir madde çiftini bu ilkeye göre inceleyelim:
- A) Su ($H_2O$) ve Etanol ($CH_3CH_2OH$): Su ($H_2O$) polar bir moleküldür ve hidrojen bağları oluşturabilir. Etanol ($CH_3CH_2OH$) de -OH grubu sayesinde polar bir moleküldür ve su ile hidrojen bağları oluşturabilir. Her ikisi de polar olduğu için birbirleri içerisinde çok iyi çözünürler (hatta her oranda karışırlar).
- B) Karbon tetraklorür ($CCl_4$) ve Benzen ($C_6H_6$): Karbon tetraklorür ($CCl_4$) simetrik yapısı nedeniyle apolar bir moleküldür. Benzen ($C_6H_6$) de halkalı ve simetrik yapısı nedeniyle apolar bir moleküldür. Her ikisi de apolar olduğu için birbirleri içerisinde iyi çözünürler.
- C) Tuz ($NaCl$) ve Su ($H_2O$): Tuz ($NaCl$) iyonik bir bileşiktir ve bu nedenle oldukça polardır (iyon-dipol etkileşimleri oluşturur). Su ($H_2O$) polar bir çözücüdür. Polar su molekülleri, iyonik tuzu oluşturan $Na^+$ ve $Cl^-$ iyonlarını sararak çok iyi çözerler.
- D) Şeker ($C_{12}H_{22}O_{11}$) ve Benzin: Şeker ($C_{12}H_{22}O_{11}$) molekülünde çok sayıda -OH grubu bulunur, bu da onu polar yapar ve su ile hidrojen bağları oluşturabilir. Benzin ise temel olarak apolar hidrokarbonların (örneğin oktan gibi) bir karışımıdır ve apolar bir çözücüdür. Polar şeker ile apolar benzin "benzer benzeri çözmez" kuralına uymazlar. Bu nedenle birbirleri içerisinde iyi çözünmeleri beklenmez.
- E) İyot ($I_2$) ve Karbon tetraklorür ($CCl_4$): İyot ($I_2$) iki aynı atomdan oluştuğu için apolar bir moleküldür. Karbon tetraklorür ($CCl_4$) apolar bir çözücüdür. Her ikisi de apolar olduğu için birbirleri içerisinde iyi çözünürler.
Yukarıdaki analizlere göre, şeker ve benzin çifti, polar ve apolar yapıları nedeniyle birbirleri içerisinde iyi çözünmesi beklenmeyen çifttir.
Cevap D seçeneğidir.
