PbI2'ün 25°C'deki çözünürlüğü 1,5×10-3 mol/L'dir. Bu sıcaklıkta 100 mL saf suya 0,1 gram PbI2 (M=461 g/mol) eklendiğinde çözelti ile ilgili ne söylenebilir?
A) Doymamıştır ve tuzun tamamı çözünür
B) Doymamıştır ve tuzun bir kısmı çözünür
C) Doymuştur ve tuzun tamamı çözünür
D) Doymuştur ve tuzun bir kısmı çöker
Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için öncelikle çözünürlük ve doymuş çözelti kavramlarını iyi anlamamız gerekiyor.
- Çözünürlük: Belirli bir sıcaklıkta, belirli bir miktar çözücüde çözünebilecek maksimum madde miktarıdır. Genellikle mol/L veya g/100 mL gibi birimlerle ifade edilir.
- Doymuş Çözelti: Belirli bir sıcaklıkta, çözebileceği maksimum madde miktarını çözmüş olan çözeltidir. Daha fazla madde eklenirse, eklenen madde çözünmez ve çöker.
- Doymamış Çözelti: Belirli bir sıcaklıkta, çözebileceği maksimum madde miktarından daha az madde çözmüş olan çözeltidir. Daha fazla madde çözebilir.
Şimdi, verilen çözünürlük değerini kullanarak 100 mL saf suda en fazla ne kadar PbI2 çözünebileceğini hesaplayalım:
- PbI2'ün çözünürlüğü $1,5 \times 10^{-3}$ mol/L olarak verilmiş. Bu, 1 litre (1000 mL) suda $1,5 \times 10^{-3}$ mol PbI2 çözünebileceği anlamına gelir.
- Bizim elimizde 100 mL saf su var. Oran orantı kurarak 100 mL suda çözünebilecek mol sayısını bulalım:
- 1000 mL suda $1,5 \times 10^{-3}$ mol PbI2 çözünüyorsa,
- 100 mL suda $x$ mol PbI2 çözünür.
Bu durumda $x = \frac{100 \text{ mL} \times 1,5 \times 10^{-3} \text{ mol}}{1000 \text{ mL}} = 0,1 \times 1,5 \times 10^{-3} \text{ mol} = 1,5 \times 10^{-4}$ mol PbI2 çözünür.
- Şimdi bu mol sayısını grama çevirelim. PbI2'ün molar kütlesi (M) 461 g/mol olarak verilmiş.
- Çözünebilecek maksimum kütle (gram) = mol sayısı $\times$ molar kütle
- Çözünebilecek maksimum kütle = $1,5 \times 10^{-4} \text{ mol} \times 461 \text{ g/mol}$
- Çözünebilecek maksimum kütle $\approx 0,06915$ gram.
Yani, 100 mL saf suda en fazla yaklaşık 0,06915 gram PbI2 çözünebilir.
Soruya göre, 100 mL saf suya 0,1 gram PbI2 ekleniyor. Şimdi bu miktarı, hesapladığımız maksimum çözünebilecek miktar ile karşılaştıralım:
- Eklenen PbI2 miktarı = 0,1 gram
- 100 mL suda çözünebilecek maksimum PbI2 miktarı $\approx 0,06915$ gram
Görüldüğü gibi, eklenen miktar ($0,1$ g), çözünebilecek maksimum miktardan ($0,06915$ g) daha fazladır.
Eklenen PbI2 miktarı, çözünebilecek maksimum miktardan fazla olduğu için:
- Çözeltiye eklenen PbI2'ün sadece $0,06915$ gramlık kısmı çözünecektir.
- Kalan kısım ise çözünmeyerek çökecektir.
- Çöken madde olduğu için çözelti doymuş hale gelmiştir.
- Çöken miktar = Eklenen miktar - Çözünen miktar
- Çöken miktar = $0,1 \text{ g} - 0,06915 \text{ g} = 0,03085$ gram PbI2 çöker.
Yaptığımız hesaplamalar sonucunda:
- Çözelti doymuştur.
- Tuzun tamamı çözünmemiştir, bir kısmı (yaklaşık $0,03085$ gramı) çökmüştür.
Bu durum, seçeneklerdeki "Doymuştur ve tuzun bir kısmı çöker" ifadesi ile birebir uyuşmaktadır.
Cevap D seçeneğidir.
