Karışımlar

Sıvı Çözeltilerde, Çözücü ve Çözünen Tanecikleri Arası Kuvvetler

Çözücü ve çözünen tanecikler arası çözünmeyi sağlayan çekim kuvvetleri farklı adlar alabilir.

● İyonik bileşikler ile polar çözücüler arasındaki etkileşim, iyon-dipol çekim kuvvetleridir (NaCl’ün suda çözünmesi).

Polar sıvılar birçok iyonik ve polar kovalent bileşikler için çözücü görevini üstlenir. İyonik bileşiklerin iyonları, çözücü molekülleri tarafından elektrostatik çekim kuvvetleri ile çekilerek kristalden uzaklaştırılır. İyonik bileşiğin katyonu çözücü moleküllerinin negatif ucu tarafından çekilirken anyonu, çözücü moleküllerinin pozitif ucu tarafından çekilir ve etrafı sarılır. Böylece kristalden uzaklaştırılan iyonlar çözeltiye geçer ve çözünme tamamlanır. Bu olaya solvatasyon adı verilir. Çözücü tanecikleri tarafından etrafı sarılan ve çözelti içine dağılan iyonlara solvatize iyonlar denir. Çözücü olarak suyun kullanıldığı durumlarda solvatasyon, hidratasyon özel adını alır. Bu durumda, etrafı su molekülleriyle çevrilmiş iyonlara hidratize iyonlar denir. Görsel 2.15’te sodyum klorürün (NaCl) suda çözünmesi modelle gösterilmiştir.

Suyun oksijeni, NaCl’ün Na+ iyonlarına, suyun hidrojeni ise Cl- iyonlarına çekim kuvveti uygular. İyon-dipol çekim kuvvetleriyle kristalden uzaklaştırılan Na+ ve Cl- iyonları, su molekülleri tarafından hidratize olur. Su molekülleri tarafından etrafı sarılan iyonlar tekrar birleşemez ve çözelti içine dağılır.

● Çözünenin ve çözücünün polar moleküllerden oluştuğu durumlarda, moleküller arası çekim kuvvetleri dipol-dipol çekim kuvvetleridir (HCl gazının suda çözünmesi).

HCl molekülü polardır. Klorun elektronegatifliği hidrojenden yüksektir. Bu nedenle net dipol, klor atomuna doğrudur. Bileşikte hidrojenin bulunduğu taraf pozitif, klorun bulunduğu taraf ise negatif kutbu oluşturur. H2O moleküllerinde ise negatif kutup oksijen, pozitif kutup hidrojen tarafındadır. Bu durumda H2O molekülünün oksijeni, HCl molekülünün hidrojenini kendine doğru dipol-dipol çekim kuvvetiyle çeker. Diğer yandan HCl’ün klor tarafı da su moleküllerinin hidrojeni tarafından dipol-dipol çekim kuvvetiyle çekilir. Bu durumda etrafı su molekülleriyle çevrili H+ ve Cl- iyonları hidratlaşmış hâlde çözeltiye geçer (Görsel 2.16). H2O ve C2H5OH (etil alkol) molekülleri arasında hidrojen bağlarından kaynaklanan moleküller arası güçlü dipol-dipol etkileşimleri görülür. Bu durumda çözünürlük artar. Örneğin etil alkol ile su her oranda karışır.

Çözünen ve çözücüden birinin polar, diğerinin apolar olduğu durumda, çözücü ve çözünen tanecikler arası etkileşim dipol- indüklenmiş dipol çekim kuvvetidir (London kuvveti). Apolar ve polar maddeler genellikle birbiriyle karışmaz. Örneğin suda çözünmeyen karbon tetraklorürü ele alalım. Karbon tetraklorür molekülleri apolar olduğu için aralarında London kuvvetleri etkindir. Su molekülleri polar yapıda olduğundan molekülleri arasında güçlü dipol-dipol çekim kuvvetleri etkindir. Polar su molekülleri ile karbon tetraklorür molekülleri arasındaki zayıf dipol- indüklenmiş dipol çekim kuvveti, su moleküllerini birbirinden uzaklaştıramaz. Bu nedenle karbon tetraklorür ve su karışmaz. Öz kütlesi fazla olan karbon tetraklorür kabın alt kısmında kalır.

● Apolar bir maddenin apolar bir çözücü içinde çözünmesi van der Waals kuvvetleri ile açıklanabilir.

Çözeltiyi oluşturan maddelerin molekül yapıları benzediğinden apolar moleküller, apolar çözücülerde çözünebilir. Apolar yapıya sahip I2 (iyot), polar yapıdaki suda çözünmez. Ancak apolar yapıdaki karbon tetraklorürde (CCI4) çözünür. Katı I2 molekülleri arasındaki çekim kuvveti, sıvı CCl4 molekülleri arasındaki çekim kuvvetine oldukça yakın olduğu için bu iki madde birbiriyle homojen olarak karışabilir. Bir sıvı içinde başka bir sıvı, katı ya da gazın çözünmesiyle oluşan çözeltilere sıvı çözeltiler denir. Birbiri içinde çözünebilen iki sıvı (örneğin etil alkol ve su) karıştırılarak bir çözelti elde edilebilir. Ayrıca NH3 ve CO2 gibi gazlar su içinde çözünerek bir çözelti oluşturur. En yaygın sıvı çözeltiler ise bir katının su içinde çözünmesiyle hazırlanır. Çözücü olarak suyun kullanıldığı bu çözeltilere sulu çözeltiler denir. Deniz suyu çözünmüş olarak çeşitli madensel tuzları içeren bir sulu çözeltidir. Tam bir şifa kaynağı ve doğal bir ilaç olan bal, çiçeklerden alınan özlerden üretilen bir çözeltidir. Arı, çiçeklerden aldığı nektar ve seyreltik şeker çözeltisini mide bölgesinde özel ürettiği enzim ile bal olarak peteklere boşaltır. Bal yaklaşık kütlece %76 oranında şeker içerir. Bebeklerin burun temizliğinde (Görsel 2.21), diyabet komasında, kan ve plazma hacminin ani düşmesi ile ortaya çıkan şok durumunda ve daha birçok hastalıkta kullanılan serum fizyolojik, su ile tuzdan oluşan bir çözeltidir.

Lavabo, banyo ve tuvalet temizliğinde kullanılan tuz ruhu, seyreltik hidroklorik asit (HCl) sulu çözeltisi; kezzap, seyreltik nitrik asit (HNO3) sulu çözeltisi; çamaşır suyu ise sodyum hipoklorit (NaCIO) sulu çözeltisidir.

 

 

İlgili Makaleler

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu