Çözünürlük çarpımı (KÇÇ) nedir Test 1

0,1 M CaCl₂ çözeltisi ile 0,1 M Na₂SO₄ çözeltisi eşit hacimlerde karıştırılıyor. CaSO₄'ün Kçç değeri 2,4×10⁻⁵ olduğuna göre aşağıdakilerden hangisi gözlenir?

A) Çözelti berrak kalır
B) Beyaz CaSO₄ çökeleği oluşur
C) Gaz kabarcıkları oluşur
D) Çözeltinin rengi değişir

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, iki farklı çözeltiyi karıştırdığımızda bir çökelek oluşup oluşmayacağını belirlememiz isteniyor. Bunun için çözünürlük çarpımı ($K_{çç}$) kavramını kullanacağız. Adım adım ilerleyelim:

• 1. Adım: Karışan Çözeltileri ve Oluşabilecek İyonları Anlama

  Elimizde $0,1 \text{ M } CaCl_2$ ve $0,1 \text{ M } Na_2SO_4$ çözeltileri var. Bu tuzlar suda tamamen iyonlaşır:

  • $CaCl_2(aq) \rightarrow Ca^{2+}(aq) + 2Cl^-(aq)$
  • $Na_2SO_4(aq) \rightarrow 2Na^+(aq) + SO_4^{2-}(aq)$

  Bu iki çözelti karıştırıldığında, çözeltide $Ca^{2+}$, $Cl^-$, $Na^+$ ve $SO_4^{2-}$ iyonları bulunur. Bu iyonlar arasında $Ca^{2+}$ ve $SO_4^{2-}$ iyonları birleşerek $CaSO_4$ katısını oluşturabilir. Soruda $CaSO_4$'ün $K_{çç}$ değeri verildiği için, potansiyel çökeleğin $CaSO_4$ olduğunu anlıyoruz.

• 2. Adım: Karışım Sonrası İyon Derişimlerini Hesaplama

  Çözeltiler "eşit hacimlerde" karıştırıldığı için, her bir çözeltinin hacmi iki katına çıkar ve dolayısıyla her bir iyonun derişimi yarıya düşer (seyrelme yaşanır). Başlangıç derişimleri $0,1 \text{ M}$ idi.

  • $Ca^{2+}$ iyonu için: Başlangıçta $0,1 \text{ M } CaCl_2$'den gelen $0,1 \text{ M } Ca^{2+}$ iyonu vardı. Karışım sonrası derişimi: $[Ca^{2+}] = 0,1 \text{ M} \times \frac{V}{2V} = 0,05 \text{ M}$
  • $SO_4^{2-}$ iyonu için: Başlangıçta $0,1 \text{ M } Na_2SO_4$'ten gelen $0,1 \text{ M } SO_4^{2-}$ iyonu vardı. Karışım sonrası derişimi: $[SO_4^{2-}] = 0,1 \text{ M} \times \frac{V}{2V} = 0,05 \text{ M}$
• 3. Adım: İyon Çarpımını (Q) Hesaplama

  Bir çökeleğin oluşup oluşmayacağını anlamak için, o andaki iyon derişimlerinin çarpımını ($Q$) hesaplarız ve bunu $K_{çç}$ değeri ile karşılaştırırız. $CaSO_4$ için çözünme denklemi ve iyon çarpımı ifadesi şöyledir:

  • $CaSO_4(s) \rightleftharpoons Ca^{2+}(aq) + SO_4^{2-}(aq)$
  • $Q = [Ca^{2+}][SO_4^{2-}]$

  Hesapladığımız derişimleri yerine koyalım:

  • $Q = (0,05 \text{ M}) \times (0,05 \text{ M})$
  • $Q = (5 \times 10^{-2}) \times (5 \times 10^{-2})$
  • $Q = 25 \times 10^{-4}$
  • $Q = 2,5 \times 10^{-3}$
• 4. Adım: Q ve $K_{çç}$ Değerlerini Karşılaştırma

  Şimdi hesapladığımız $Q$ değerini, soruda verilen $K_{çç}$ değeri ile karşılaştıralım:

  • Hesaplanan $Q = 2,5 \times 10^{-3}$
  • Verilen $K_{çç} = 2,4 \times 10^{-5}$

  Görüldüğü gibi, $2,5 \times 10^{-3}$ değeri, $2,4 \times 10^{-5}$ değerinden çok daha büyüktür. Yani $Q > K_{çç}$ durumu söz konusudur.

• 5. Adım: Sonucu Yorumlama

  Eğer iyon çarpımı ($Q$), çözünürlük çarpımından ($K_{çç}$) büyükse, çözelti aşırı doymuş demektir ve dengeyi sağlamak için çözeltideki fazla iyonlar çökelek oluşturarak ortamdan uzaklaşır. Bu durumda, $CaSO_4$ katısı çökecektir. Kalsiyum sülfat (CaSO₄) genellikle beyaz renkli bir katıdır.

Bu nedenle, çözeltide beyaz bir $CaSO_4$ çökeleği oluşması beklenir.

Cevap B seçeneğidir.