Konu anlatımı
Tuz ve şeker suda kolayca çözünür, ama yağ lekesi suyla çıkmaz; aynı leke benzinle silinince kaybolur. Bir maddenin bir çözücüde çözünüp çözünmeyeceğini tanecikler arasındaki etkileşimler belirler. Bu alt başlıkta çözünmeyi moleküler düzeyde ve benzer benzeri çözer ilkesini göreceksin.
Çözünme nasıl gerçekleşir?
Bir madde çözünürken üç şey olur: çözünenin tanecikleri arasındaki etkileşimlerin bir kısmı yenilir, çözücü tanecikleri arasındaki etkileşimlerin bir kısmı yenilir ve çözücü ile çözünen tanecikleri arasında yeni etkileşimler kurulur. Yeni kurulan etkileşimler, yenilenlerle karşılaştırılabilir güçteyse madde çözünür. Çözücü ile çözünen arasında güçlü etkileşimler kurulamıyorsa madde çözünmez ve iki ayrı faz oluşur.
Sodyum klorür, etil alkol ve şeker
Sodyum klorür suya atıldığında su moleküllerinin kısmi negatif yüklü oksijen uçları Na⁺ iyonlarına, kısmi pozitif yüklü hidrojen uçları Cl⁻ iyonlarına yönelir. Kurulan iyon-dipol etkileşimleri iyonları katının yüzeyinden koparır ve her iyon su molekülleriyle sarılarak çözeltiye dağılır; bu yüzden tuzlu su elektriği iletir. Etil alkol molekülleri su molekülleriyle hidrojen bağı kurar; bu yüzden alkol ile su her oranda karışır. Şeker de molekülleri hâlinde çözünür ve su molekülleriyle hidrojen bağları kurar; çözeltide iyon oluşmadığı için şekerli su elektriği iletmez.
Benzer benzeri çözer
Karbon tetraklorür apolar moleküllerden oluşur. Su molekülleri birbirine güçlü hidrojen bağlarıyla bağlıdır; apolar karbon tetraklorür molekülleri suyla bu kadar güçlü etkileşimler kuramadığı için suda çözünmez ve suyun altında ayrı bir katman oluşturur. Buna karşılık apolar iyot, apolar karbon tetraklorürde London kuvvetleriyle kolayca çözünür. Kısaca polar ve iyonik maddeler polar çözücülerde, apolar maddeler apolar çözücülerde iyi çözünür; bu kurala benzer benzeri çözer denir. Yağ lekesinin suyla değil benzinle çıkması da bu yüzdendir.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Sodyum klorür, etil alkol ve karbon tetraklorür ayrı ayrı suya ekleniyor. Hangileri çözünür ve çözünenlerde hangi etkileşimler kurulur?
Çözüm. Sodyum klorür iyonik bir bileşiktir; iyonları su molekülleriyle iyon-dipol etkileşimleri kurarak çözünür. Etil alkol polar ve hidrojen bağı yapabilen bir moleküldür; su molekülleriyle hidrojen bağları kurarak çözünür. Karbon tetraklorür apolar olduğu için suyla güçlü etkileşimler kuramaz; çözünmez ve ayrı bir katman oluşturur.
Örnek 2. Katı iyot suda çok az, karbon tetraklorürde ise kolayca çözünür. Bu durumu açıklayınız.
Çözüm. İyot molekülleri apolardır ve aralarında yalnızca London kuvvetleri bulunur. Su molekülleri birbirine güçlü hidrojen bağlarıyla bağlı olduğu için iyot molekülleri bu bağların arasına girip suyla benzer güçte etkileşim kuramaz; iyot suda çok az çözünür. Karbon tetraklorür de apolar olduğu için iyot molekülleriyle London kuvvetleri kurar ve iyot kolayca çözünür. Bu, benzer benzeri çözer ilkesinin bir örneğidir.
Sık yapılan hatalar
- Çözünmeyi kimyasal tepkime sanmak; şekerin suda çözünmesinde yeni madde oluşmaz.
- Her çözeltinin elektriği ilettiğini düşünmek; yalnızca iyon içeren çözeltiler iletir.
- Apolar maddelerin suda iyi çözündüğünü sanmak.
- Çözünmede eski etkileşimler yenilir, çözücü-çözünen arasında yenileri kurulur.
- NaCl-su: iyon-dipol; alkol-su ve şeker-su: hidrojen bağı.
- Benzer benzeri çözer: polar polarda, apolar apolarda.