Aşağıdaki madde çiftlerinden hangisinin birbiri içerisinde homojen bir karışım (çözelti) oluşturması beklenmez?
A) Su ($H_2O$) ve Etanol ($CH_3CH_2OH$)
B) Karbon tetraklorür ($CCl_4$) ve İyot ($I_2$)
C) Benzen ($C_6H_6$) ve Heksan ($C_6H_{14}$)
D) Su ($H_2O$) ve Zeytinyağı
E) Aseton ($CH_3COCH_3$) ve Su ($H_2O$)
Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için kimyada çok temel ve önemli bir ilke olan "benzer benzeri çözer" kuralını hatırlamamız gerekiyor. Bu kural, polar maddelerin polar çözücülerde, apolar maddelerin ise apolar çözücülerde iyi çözündüğünü ifade eder. Homojen bir karışım (çözelti) oluşması için, karışan maddelerin moleküler yapılarının (polarlık/apolarlık) birbirine benzer olması gerekir.
- A) Su ($H_2O$) ve Etanol ($CH_3CH_2OH$): Su, molekül yapısı nedeniyle polar bir maddedir ve hidrojen bağları oluşturabilir. Etanol de yapısındaki -OH grubu sayesinde polar bir maddedir ve su ile hidrojen bağları oluşturabilir. Bu nedenle, su ve etanol birbirleri içinde çok iyi çözünerek homojen bir karışım oluşturur.
- B) Karbon tetraklorür ($CCl_4$) ve İyot ($I_2$): Karbon tetraklorür, bağları polar olmasına rağmen simetrik dörtyüzlü yapısı nedeniyle apolar bir moleküldür. İyot ($I_2$) ise iki aynı atomdan oluştuğu için tamamen apolar bir moleküldür. İki apolar madde olduğu için birbirleri içinde çözünerek homojen bir karışım oluşturmaları beklenir.
- C) Benzen ($C_6H_6$) ve Heksan ($C_6H_{14}$): Benzen, halkalı bir hidrokarbon olup apolar bir moleküldür. Heksan da düz zincirli bir hidrokarbon olup apolar bir moleküldür. İki apolar madde olduğu için birbirleri içinde çözünerek homojen bir karışım oluşturmaları beklenir.
- D) Su ($H_2O$) ve Zeytinyağı: Su, yukarıda da belirttiğimiz gibi polar bir maddedir. Zeytinyağı ise temel olarak uzun karbon zincirleri içeren trigliseritlerden oluşur ve genel olarak apolar bir yapıya sahiptir. Polar su ile apolar zeytinyağı "benzer benzeri çözer" ilkesine uymazlar. Bu nedenle birbirleri içinde çözünmezler ve iki ayrı faz (katman) oluşturarak heterojen bir karışım meydana getirirler.
- E) Aseton ($CH_3COCH_3$) ve Su ($H_2O$): Aseton, yapısındaki karbonil ($C=O$) grubu nedeniyle polar bir moleküldür. Su da polar bir maddedir. Aseton ve su, birbirleriyle hidrojen bağları kurabilirler. Bu nedenle birbirleri içinde çok iyi çözünerek homojen bir karışım oluştururlar.
Yukarıdaki analizlere göre, su ve zeytinyağı moleküler yapıları (biri polar, diğeri apolar) birbirinden çok farklı olduğu için homojen bir karışım oluşturmazlar.
Cevap D seçeneğidir.
