Ortak iyon hesaplamaları Test 1

Bir çözeltide [Ca²⁺] = 2×10⁻⁴ M ve [F⁻] = 1×10⁻³ M'dir. CaF₂ için Kçç = 3,9×10⁻¹¹ olduğuna göre, bu çözelti için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Çözelti doymuştur
B) Çökelme olmaz
C) Çökelme olur
D) Daha fazla CaF₂ çözünebilir

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, bir çözeltideki iyon derişimlerini kullanarak çözeltinin doygunluk durumunu ve çökelme olup olmayacağını belirleyeceğiz. Bunun için İyon Çarpımı ($Q_{çç}$) ile Çözünürlük Çarpımı Sabiti ($K_{çç}$) değerlerini karşılaştırmamız gerekiyor. Haydi adım adım inceleyelim:

• 1. CaF₂'nin Çözünme Dengesi Denklemini Yazalım:

  CaF₂ katısı suda çözündüğünde $Ca^{2+}$ ve $F^{-}$ iyonlarına ayrışır. Denklemi şu şekildedir:

  $CaF_2 (k) \rightleftharpoons Ca^{2+} (suda) + 2F^{-} (suda)$

• 2. İyon Çarpımı ($Q_{çç}$) İfadesini Belirleyelim:

  İyon çarpımı, çözeltideki iyonların anlık derişimlerinin çarpımıdır ve çözünürlük çarpımı sabiti ($K_{çç}$) ile aynı formüle sahiptir. Denkleme göre $Q_{çç}$ ifadesi şöyledir:

  $Q_{çç} = [Ca^{2+}][F^{-}]^2$

• 3. Verilen İyon Derişimlerini Kullanarak $Q_{çç}$ Değerini Hesaplayalım:

  Soruda verilen derişimler:

  • $[Ca^{2+}] = 2 \times 10^{-4} M$
  • $[F^{-}] = 1 \times 10^{-3} M$

  Şimdi bu değerleri $Q_{çç}$ ifadesine yerleştirelim:

  $Q_{çç} = (2 \times 10^{-4}) \times (1 \times 10^{-3})^2$

  $Q_{çç} = (2 \times 10^{-4}) \times (1 \times 10^{-6})$

  $Q_{çç} = 2 \times 10^{-10}$

• 4. Hesapladığımız $Q_{çç}$ Değerini $K_{çç}$ Değeriyle Karşılaştıralım:

  Hesapladığımız $Q_{çç}$ değeri $2 \times 10^{-10}$'dur.

  Soruda verilen $K_{çç}$ değeri $3.9 \times 10^{-11}$'dir.

  Bu iki değeri karşılaştırmak için üsleri aynı hale getirebiliriz veya doğrudan karşılaştırabiliriz:

  • $Q_{çç} = 2 \times 10^{-10} = 20 \times 10^{-11}$
  • $K_{çç} = 3.9 \times 10^{-11}$

  Görüldüğü gibi, $20 \times 10^{-11} > 3.9 \times 10^{-11}$ olduğundan, $Q_{çç} > K_{çç}$ ilişkisi vardır.

• 5. Karşılaştırma Sonucunu Yorumlayalım:

  İyon çarpımı ($Q_{çç}$) ile çözünürlük çarpımı sabiti ($K_{çç}$) arasındaki ilişki, çözeltinin durumunu belirler:

  • Eğer $Q_{çç} < K_{çç}$ ise: Çözelti doymamıştır, daha fazla katı çözünebilir ve çökelme olmaz.
  • Eğer $Q_{çç} = K_{çç}$ ise: Çözelti doymuştur ve denge halindedir.
  • Eğer $Q_{çç} > K_{çç}$ ise: Çözelti aşırı doymuştur, iyonlar birleşerek katı oluşturur ve çökelme meydana gelir.

  Bizim durumumuzda $Q_{çç} > K_{çç}$ olduğu için, çözeltide CaF₂ çökelmesi meydana gelecektir.

Bu durumda doğru seçenek "Çökelme olur" ifadesini içeren C seçeneğidir.

Cevap C seçeneğidir.