Karışımlar konu anlatımı

Konu anlatımı

Soluduğumuz hava, içtiğimiz çay, deniz suyu ve kolonya birer karışımdır. Karışımlar, birden fazla maddenin kimyasal bir tepkime olmadan, kendi özelliklerini koruyarak bir araya gelmesiyle oluşur ve bileşenleri fiziksel yollarla birbirinden ayrılabilir. Karışımları tanımak, derişimlerini hesaplamak ve bileşenlerini ayırmak kimyanın en çok uygulanan konularındandır.

Bu sayfada karışımların sınıflandırılmasını, çözünmenin moleküler düzeyde açıklanmasını, kütlece ve hacimce yüzde derişimi ve ppm kavramını, seyreltme, derişikleştirme ve karıştırma hesaplarını, çözeltilerin donma ve kaynama noktalarını ve ayırma tekniklerini göreceksin. TYT'de kütlece ve hacimce yüzde hesaplanır; ppm ile hesap yapılmaz, donma ve kaynama noktası değişimleri de yalnızca nitel olarak karşılaştırılır.

Homojen ve heterojen karışımlar

Her yerinde aynı özelliği gösteren ve bileşenleri gözle ayırt edilemeyen karışımlara homojen karışım ya da çözelti denir: şekerli su, tuzlu su, kolonya, hava ve pirinç gibi alaşımlar çözeltidir. Çözeltide miktarı çok olan bileşene genellikle çözücü, öbürüne çözünen denir. Her yerinde aynı özelliği göstermeyen karışımlar heterojendir ve dağılan madde ile dağılma ortamının hâline göre adlandırılır: süspansiyon (katı-sıvı, çamurlu su), emülsiyon (sıvı-sıvı, zeytinyağı-su), aerosol (katı ya da sıvının gazda dağılması, duman ve sis), köpük (gazın sıvı ya da katıda dağılması, sabun köpüğü ve sünger). Tanecik boyutuna göre karışımlar çözelti, kolloid ve süspansiyon olarak da sınıflandırılır.

Çözünme

Bir maddenin başka bir madde içinde tanecikleri hâlinde dağılmasına çözünme denir. Çözünmede çözünen tanecikleri arasındaki ve çözücü tanecikleri arasındaki etkileşimlerin bir kısmı kopar, çözücü ile çözünen arasında yeni etkileşimler kurulur. Sodyum klorür suda çözünürken Na⁺ ve Cl⁻ iyonları su molekülleriyle iyon-dipol etkileşimi kurarak suya dağılır; etil alkol ve şeker sudaki çözünmelerinde su molekülleriyle hidrojen bağı kurar. Apolar karbon tetraklorür ise suda çözünmez. Kısaca benzer benzeri çözer: polar ve iyonik maddeler polar çözücülerde, apolar maddeler apolar çözücülerde iyi çözünür.

Derişim: kütlece ve hacimce yüzde, ppm

Çözünen oranı yüksek çözeltilere derişik, düşük çözeltilere seyreltik denir. Kütlece yüzde derişim, 100 g çözeltide çözünmüş maddenin gram cinsinden kütlesidir: kütlece % = çözünen kütlesi / çözelti kütlesi · 100; çözelti kütlesi çözünen ile çözücünün kütleleri toplamıdır. Hacimce yüzde derişim, 100 mL çözeltideki çözünenin mililitre cinsinden hacmidir; kolonyanın derecesi hacimce alkol yüzdesini gösterir. Serum fizyolojik kütlece yaklaşık %0,9 sodyum klorür içerir. Çok seyreltik çözeltilerde ppm (milyonda bir kısım) kullanılır; 1 ppm, 1 kg çözeltide 1 mg çözünen demektir.

Seyreltme, derişikleştirme ve karıştırma

Bir çözeltiye su eklenirse çözünen kütlesi değişmez, çözelti kütlesi artar ve derişim azalır (seyreltme). Çözeltiden su buharlaştırılırsa çözünen kütlesi yine değişmez, çözelti kütlesi azalır ve derişim artar (derişikleştirme). Aynı maddenin iki çözeltisi karıştırılırsa çözünen kütleleri ve çözelti kütleleri ayrı ayrı toplanır; karışımın derişimi iki derişimin arasında olur. Bütün bu hesaplarda çözünen kütlesinin nasıl değiştiği izlenir.

Çözeltilerin donma ve kaynama noktaları

Uçucu olmayan bir madde çözülmüş bir çözeltinin donmaya başlama sıcaklığı saf çözücününkinden düşük, kaynamaya başlama sıcaklığı ise yüksektir. Aynı miktar çözücüde çözünmüş tanecik sayısı arttıkça donma noktası daha çok düşer, kaynama noktası daha çok yükselir. Saf suyun aksine çözeltiler donarken ve kaynarken sıcaklıkları sabit kalmaz. Kışın yollara tuz serpilmesi ve araçlarda antifriz kullanılması bu özelliğe dayanır. TYT'de bu değişimler hesaplanmaz, yalnızca karşılaştırılır.

Ayırma ve saflaştırma teknikleri

Karışımlar bileşenlerinin farklı özelliklerinden yararlanılarak ayrılır. Mıknatısla ayırma manyetik özelliğe; eleme, süzme ve diyaliz tanecik boyutuna; ayırma hunisi ve yüzdürme yoğunluğa (özkütleye); basit ve ayrımsal damıtma kaynama noktasına; özütleme, kristallendirme ve ayrımsal kristallendirme çözünürlüğe dayanır. Katı karışımlarda erime noktası farkından da yararlanılabilir. Doğru yöntemi seçmek için önce bileşenlerin hangi özelliğinin farklı olduğu belirlenir.

Çözümlü örnekler

Sık yapılan hatalar

• Kütlece yüzdeyi bulurken çözüneni çözücü kütlesine bölmek; çözelti kütlesine bölünmelidir.
• Su eklenince ya da buharlaştırılınca çözünen kütlesinin değiştiğini sanmak.
• Karışımın derişiminin iki derişimin aritmetik ortalaması olduğunu düşünmek; kütleler eşit değilse ortalama değildir.
• Çözeltilerin saf çözücüden daha yüksek sıcaklıkta donduğunu sanmak; donma noktası düşer, kaynama noktası yükselir.
• Birbirine karışan sıvıları ayırma hunisiyle ayırmaya çalışmak.