Ortak iyon etkisi nedir Test 1

Bir laboratuvar deneyinde öğrenciler doymuş Ca₃(PO₄)₂ çözeltisi hazırlayıp içine Na₃PO₄ ekliyorlar. Bu işlem sonucunda;
I. Ca²⁺ iyon derişimi
II. PO₄^3- iyon derişimi
III. Çözünmüş Ca₃(PO₄)₂ miktarı
niceliklerinden hangileri azalır?

A) Yalnız I
B) Yalnız III
C) I ve III
D) I, II ve III

Sevgili öğrenciler, bu tür denge problemlerini çözerken Le Chatelier Prensibi'ni ve ortak iyon etkisini anlamak çok önemlidir. Haydi adım adım inceleyelim:

• Adım 1: Başlangıç Dengesini Anlayalım

  Öncelikle, doymuş $Ca_3(PO_4)_2$ çözeltisinin dengesini yazalım. $Ca_3(PO_4)_2$ suda az çözünen bir tuzdur ve çözeltide iyonlarıyla bir denge halindedir:

  $Ca_3(PO_4)_2(k) \rightleftharpoons 3Ca^{2+}(suda) + 2PO_4^{3-}(suda)$

  Doymuş çözelti demek, katı $Ca_3(PO_4)_2$ ile çözeltideki $Ca^{2+}$ ve $PO_4^{3-}$ iyonları arasında dinamik bir denge kurulmuş demektir.

• Adım 2: $Na_3PO_4$ Eklemenin Etkisini Belirleyelim

  Çözeltiye $Na_3PO_4$ eklediğimizde ne olur? $Na_3PO_4$ suda çok iyi çözünen bir tuzdur ve tamamen iyonlarına ayrışır:

  $Na_3PO_4(k) \rightarrow 3Na^{+}(suda) + PO_4^{3-}(suda)$

  Gördüğünüz gibi, $Na_3PO_4$ eklemek çözeltideki $PO_4^{3-}$ iyon derişimini artırır. Bu durum, ilk denge denklemimizdeki $PO_4^{3-}$ iyonu için bir "ortak iyon etkisi" yaratır.

• Adım 3: Le Chatelier Prensibi'ni Uygulayalım

  Le Chatelier Prensibi'ne göre, bir denge sistemine dışarıdan bir etki yapıldığında, sistem bu etkiyi azaltacak yönde hareket eder. Bizim durumumuzda, $PO_4^{3-}$ iyon derişimi artırıldığı için, sistem bu artışı azaltmak amacıyla dengeyi sola, yani katı $Ca_3(PO_4)_2$ oluşumu yönüne kaydıracaktır.

  $Ca_3(PO_4)_2(k) \leftarrow 3Ca^{2+}(suda) + 2PO_4^{3-}(suda)$ (Denge sola kayar)

• Adım 4: Niceliklerin Değişimini İnceleyelim
  • I. $Ca^{2+}$ iyon derişimi: Denge sola kaydığı için, çözeltideki $Ca^{2+}$ iyonları, eklenen $PO_4^{3-}$ iyonlarıyla birleşerek daha fazla katı $Ca_3(PO_4)_2$ oluşturur. Bu da çözeltideki $Ca^{2+}$ iyon derişiminin azalmasına neden olur.
  • II. $PO_4^{3-}$ iyon derişimi: $Na_3PO_4$ eklenmesiyle $PO_4^{3-}$ iyon derişimi başlangıçta aniden yükselir. Denge sola kayarak bu artışı bir miktar dengelemeye çalışsa da, eklenen $PO_4^{3-}$ miktarı nedeniyle çözeltideki toplam $PO_4^{3-}$ iyon derişimi, başlangıçtaki doymuş çözeltiye göre artmış olacaktır. (Önemli not: Denge sola kaydığı için $PO_4^{3-}$ iyonları bir miktar harcanır, ancak eklenen miktar harcanan miktardan daha fazla olduğu için net derişim artar.)
  • III. Çözünmüş $Ca_3(PO_4)_2$ miktarı: Denge sola kaydığında, çözeltideki $Ca^{2+}$ ve $PO_4^{3-}$ iyonları birleşerek daha fazla katı $Ca_3(PO_4)_2$ oluşturur ve çöker. Bu da çözeltide çözünmüş halde bulunan $Ca_3(PO_4)_2$ miktarının (yani $Ca_3(PO_4)_2$'nin çözünürlüğünün) azalması anlamına gelir.
• Adım 5: Sonucu Belirleyelim

  Yukarıdaki analizlere göre:

  • I. $Ca^{2+}$ iyon derişimi azalır.
  • II. $PO_4^{3-}$ iyon derişimi artar.
  • III. Çözünmüş $Ca_3(PO_4)_2$ miktarı azalır.

  Buna göre, azalan nicelikler I ve III'tür.

Cevap C seçeneğidir.