Çözünme ve Derişim Birimleri

Bir kaşık tuzu suya atıp karıştırınca kristaller kaybolur, su berrak kalır. Büyüteçle baksaydık düzenli dizilmiş $\text{Na}^+$ (mor) ve $\text{Cl}^-$ (yeşil) iyonlarından oluşan bir kristal ve çevresinde durmadan kıpırdayan su molekülleri görürdük.

Su molekülü açısaldır: H–O–H açısı $104{,}5^\circ$. Oksijen bağ elektronlarını kendine çeker; O ucu kısmi eksi ($\delta^-$), H uçları kısmi artı ($\delta^+$) olur. İki ucu farklı yüklü böyle bir moleküle polar denir.

Suyun eksi ucu (O) artı yüklü $\text{Na}^+$'ya, artı uçları (H) eksi yüklü $\text{Cl}^-$'ye döner. Köşedeki iyon dört bir yandan sarılınca kristalden kopar. Bu çekime iyon–dipol etkileşimi, suyun iyonu sarmasına hidratasyon denir.

Kopan her iyon bir su kabuğuyla suyun içine dağılır. Az olan tuz çözünen, çok olan su çözücü, oluşan homojen karışım çözeltidir. Çözünme, çözücü taneciklerinin çözüneni sarmasıdır.

Solda su ile etanol tek faz olur: ikisi de polardır, aralarında hidrojen bağı kurulur. Sağda apolar hekzan suyla karışmaz, üstte ayrı bir katman olur. Apolar iyot ($\text{I}_2$) yalnız hekzanda dağılır ve onu mora boyar.

Balon jojede $0{,}1$ mol NaCl var; her iyon çifti $0{,}01$ mol. Su, işaret çizgisine kadar eklenir. Molarite çözünenin molünün çözeltinin litre cinsinden hacmine oranıdır: $250$ mL'de $0{,}4$ M.

Tuz aynı kalıp joje küçülürse aynı iyonlar daha küçük hacme sığar ve molarite artar. Hacim yarıya inerse molarite iki katına çıkar. Tuz miktarı artarsa molarite de aynı oranda artar.

Terazideki jojede $1$ kg su ve $0{,}2$ mol NaCl var: molalite $0{,}2$ mol/kg. Isınınca sıvı genleşip çizgiyi aşar; hacim büyür, molarite azalır. Kütle değişmediği için molalite aynı kalır.

Bu küp $100$ g çözelti: renkli üst dilim $20$ g çözünen, gerisi $80$ g su. Kütlece yüzde, çözünen kütlesinin çözelti kütlesine oranının 100 katıdır: %20. Çözelti kütlesi, çözünen ile çözücünün toplamıdır.

Büyüteç bir küçük küpün içine bakıyor: $1000$ tanecikten yalnız biri renkli. Büyük küpte $1000$ küçük küp var; bütün küpte $10^6$ tanecikten biri renkli: 1 ppm. İçme suyundaki florür gibi çok az olan maddeler ppm ile söylenir.

Beherde $0{,}2$ mol NaCl var. Musluktan su eklendikçe hacim büyür ama iyon sayısı değişmez; iyonlar seyrekleşir, molarite düşer: $100$ mL'de $2$ M, $400$ mL'de $0{,}5$ M. Mol sabit olduğu için $M_1V_1 = M_2V_2$.

Isıtıcı suyu buharlaştırır; tuz uçucu olmadığı için iyonlar beherde kalır. Hacim küçülür, iyonlar sıklaşır, molarite artar. Seyreltmedeki bağıntı burada da geçerlidir.

Solda $200$ mL $0{,}3$ M NaCl, sağda $300$ mL $0{,}2$ M $\text{MgCl}_2$ var. Büyük behere boşalınca hacim $500$ mL olur. Aynı türden iyonların mollerini topla, toplam hacme böl.

Bir $\text{CaCl}_2$ birimi suda bir $\text{Ca}^{2+}$ ve iki $\text{Cl}^-$ iyonuna ayrılır; her iyon kendi su kabuğunu alır. Çubuklar: $1$ mol tuzdan $1$ mol $\text{Ca}^{2+}$ ve $2$ mol $\text{Cl}^-$. Yani $0{,}1$ M $\text{CaCl}_2$'de $[\text{Cl}^-] = 0{,}2$ M.

Karışımdaki $\text{Cl}^-$ iki tuzdan gelir. NaCl'den $0{,}2 \cdot 0{,}3 = 0{,}06$ mol, $\text{MgCl}_2$'den $2 \cdot 0{,}3 \cdot 0{,}2 = 0{,}12$ mol. Toplam $0{,}18$ mol; $0{,}5$ L'de $[\text{Cl}^-] = 0{,}36$ M.

Çözücü çözüneni sarar; benzer benzeri çözer. Molarite mol/L çözelti, molalite mol/kg çözücü; yüzde ve ppm kütle oranıdır. Seyreltmede mol sabit kalır, karıştırmada mol ve hacim toplanır. İyon derişimi = tuz derişimi × iyon sayısı.