Ozmoz ve kolloitler

Prof.Dr. İbrahim USLU

Ozmoz ve kollitler



Ozmoz• Ozmoz (Osmosis, osmose), bir sıvının,

yarı geçirgen (semipermeable) bir zardan geçmesi;

• yani çözücü maddelerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama, seçici geçirgen bir zardan enerji harcanmadan geçişi olayına verilen addır.


Osmoz• Maddeler derişimleri

büyük olan yerden küçük olan yere doğru kendiliğinden geçme eğilimimdedir ve bu olaya osmoz denir.

• Aslında, çözücü moleküllerinin geçişi her iki yönde de gerçekleşir.


Osmotik Basınç• Çözelti seviyesinin

yükselmesiyle yükselen sıvının yaptığı hidrostatik basınçtan dolayı sağ tarafa geçiş hızı azalırken sol tarafa geçiş hızı artar ve sonuçta her iki hız da birbirine eşit olduğunda dinamik bir denge kurulur.

• Dinamik dengenin kurulduğu anda sıvı seviyeleri sabit kalır ve yükselen çözeltinin yaptığı hidrostatik basınca osmotik basınç denir


Ozmoz


Seyreltik çözeltiden - derişik çözeltiye geçiş• Osmozda esas geçiş, daha seyreltik olan çözeltiden (veya saf

çözücüden) daha konsantre olan çözeltiye doğru olur. • Osmoz, fiziksel bir olay olup özel bir difüzyon şeklidir. • Biyolojide yarı geçirgen bir zardan suyun difüzyonuna

“ozmoz” denir.


B’den a’ya geçiş ve Denge durumu


tek bileşeni ancak iki kısmı olan bir sistem

• O halde

• Kendiliğinden geçiş için Gibbs serbest enerjisi sıfırdan küçük yada entropinin sıfırdan büyük olması şartını hatırlayalım.



Süzgeç gibi davranan zar• Süzgeç gibi davranan zar, küçük moleküllerin kolayca

geçmelerine olanak verirken büyük moleküllerin geçişini engeller.


Yarı Geçirgen Zar• Bazı taneciklerin geçişine izin verirken, diğerlerinin geçişine

izin vermeyen yapılara yarı geçirgen zar denir. • Saf çözücü ve çözelti arasına, sadece çözücü moleküllerinin

geçmesine izin veren bir yarı geçirgen zar yerleştirilirse, çözücü derişiminin yüksek olduğu saf çözücüden çözelti tarafına çözücü geçerek, çözelti tarafında sıvı seviyesi yükselecek ve çözelti seyrelecektir.


Canlı sistemlerde • Canlıda çözücü madde su olduğu için, osmoz terimi ile

kastedilen, suyun az yoğun ortamdan çok yoğun ortama seçici geçirgen bir zardan enerji harcanmadan geçişidir.

• Süzgeç gibi davranan zar, küçük moleküllerin kolayca geçmelerine olanak verirken büyük moleküllerin geçişini engeller. Yoğunluğu daha az olan taraftaki sıvı moleküllerinin, yoğunluğu yüksek tarafa geçmeleri, zarın iki tarafındaki yoğunlukların dengelenmesine yardımcı olur.


Hücre zarı• Hayatımız boyunca farkında olmadan yaşadığımız bu zardan

100 trilyon tanesi her an vücudumuzda kararlar almakta ve şu an dahi bunları uygulamaktadır.

• Hücre zarı hücrenin çevresini sınırlayan bir örtüdür. • Ama görevi sadece hücreyi sarıp kuşatmak değildir. Bu zar,

hem komşu hücrelerle iletişimi, hem de en önemlisi, hücreye giriş çıkışı çok sıkı bir şekilde denetler.


Hücre Zarı• Başlangıçta bilim çevrelerinde, en küçük canlı birimi olarak

hücre kabul edilmekteydi. • Ancak daha sonra, hücreyi çevreleyen ve hacim olarak

ondan çok daha küçük olan hücre zarı araştırmacıların karşısına adeta yeni bir canlı türü olarak çıktı.

• Çünkü hücreyi çepeçevre saran bu zar bir canlının, dahası şuurlu bir canlının, yani insanın temel özelliklerinden olan karar verme, hatırlama, değerlendirme gibi özellikler göstermekteydi.

• 1 mm'nin yüzbinde biri kalınlığındaki bir zar bu özelliklere nasıl sahip olmuştu?


Canlılarda OZMOZ


İzotonik ve Hipertonik, Hipotonik Çözeltiler

• Hücre, yoğunluğu az olan bir sıvı içerisine (hipotonik) konursa şişer ve sonunda patlar, buna "Hemoliz" denir (genellikle alyuvarlarda hemin hücre dışına çıkmasında kullanılır);

• yoğunluğu fazla bir sıvı içerisine konursa, su kaybederek büzülür,

• Vücut sıvısı ile aynı osmotik basınca sahip bir çözeltiye izotonik çözelti denir.


İzotonik ve Hipertonik, Hipotonik Çözeltiler

İzotonik Saline 0.92% m/V

Hipertonik > 0.92% m/V

Büzülme

Hipotonik < 0.92% m/V

Hücrenin patlama Tehlikesi


İzotonik Çözelti hücre içi ve dışındaki çözelti konsantrasyonu eşit


Osmoz ve Yaşayan Canlılar, İnsan• Kırmızı kan hücrelerimizi ele alalım. Eğer kırmızı kan hücrelerini

saf suya koyarsak, içlerine osmoz yoluyla su girer, hücreler genişler ve sonunda çatlar.

• Hücrelerin içindeki sıvının osmotik basıncı NaCl (aq)’un %0,92 (kütle/hacım) lik çözeltisinin yaptığı basınca eşittir.

• Eğer hücreleri %0,92 lik bir NaCI ( aq) sulu çözeltisi içine koyarsak, hücre çeperinden içe doğru net bir su geçişi olmayacak ve hücreler sabit kalacaktır.


Hastaya Beslenme Amacıyla Verilen Su• Bir hastaya, besleme ya da vücuduna su sağlama amacıyla,

damardan verilecek sıvının kan ile izotonik olması gerekir. • İzotonik olması için verilen sıvının osmotik basıncı %0,92

(kütle/hacım) luk NaCl çözeltisinin osmotik basıncına eşit olmalıdır.


Hipotonik çözeltilerde• Hipotonik çözeltilerde hayvan hücreleri şişer, bitki hücreleri

ve hücre duvarı bulunan diğer hücreler ise şişmez.• Eğer, bir hayvan hücresi, hipotonik çözeltinin

konsantrasyonunun çok düşük olması sebebiyle çok fazla su alırsa, hücre zarının esnekliği yeterli olmaz ve hücre patlayabilir.


Hipotonik çözeltiler• NaCl derişimi %0,92 den az ise su geçişi dışarıdan hücre

içine doğru olur ve bu tür çözeltilere hipotonik çözeltiler adı verilir.


tek bileşeni ancak iki kısmı olan bir sistem • Tuzlu suya yerleştirilmiş bir canlı hücresinde hücre içindeki

su ile hücre dışındaki tuzlu suyu ele alalım.


Hipertonik• Canlı bir hücre, konsantrasyonu hücre sitoplazmik

konsantrasyonundan daha yüksek hipertonik bir ortama konulduğunda, hücre büzüşür ve susuz kalır.


hipertonik çözeltiler• Eğer hücreleri, derişimi %0,92 den fazla olan bir NaCl (aq)

çözeltisine koyarsak, su hücre içinden dışa doğru geçer ve hücreler büzülür. Böyle çözeltilere de hipertonik çözeltiler denir.


Tuzlu su içinde canlı


Plazmoliz - deplazmoliz nedir?• Bir hücre çok yoğun bir çözelti içerisine bırakılacak olursa, su

moleküllerinin hücre içerisinden dışarıya doğru hareketiyle protoplazma çeperden ayrılarak büzülür.

• Bu olaya plazmoliz denir. • Eğer bir hücre uzun müddet plazmoliz hâlinde tutulursa ölür.• Henüz ölmeden saf su içine bırakılırsa, bu durumda su hücreye

girer ve hücre eski hâline döner. Buna da deplazmoliz denir.


Saksıya Tuzlu Su Dökünce


Balıklar karadenizden Marmaraya geçince ne olur


Ters Osmoz• Membranın bir kesimindeki çözeltideki osmotik basınç

arttırılırsa akış ters çevrilir. • O zaman saf çözgen çözelti içine geri dönecektir. Bu olay su

ve atıksuyun arıtılmasında "ters osmoz"un temelini oluşturur.


Ters Ozmoz• Ters Osmos’da, osmotik basınç’ dan daha büyük bir basınç

uygulanarak, sağlanacak ters akışla, yoğunluğu fazla olan sıvı içerisinde bulunan mineraller, tuzlar, organik maddeler veye bakteri ve virüslerden arındırılmış bir sıvı elde edilir.


Ters Ozmos bir su arıtma yöntemidir.

• Ters Ozmos yöntemini kullanan su arıtma cihazların diğer avantajı ise kullanıcı tarafından müdahale gerektirmiyor.

• Kullanıcı su aldıkca cihaz otomatik olarak tankı dolduruyor ve atık su/giriş suyunu kesiyor.

• Gerçekten sağlıklı ve lezzetli su üretebiliyor.


Kirli yada tuzlu suyun temizlenmesi• Osmotik Basınç kullanılarak, mineralce zengin olan kirli

suyun, yarı geçirgen bir membran’ın diğer tarafına mineralleri azaltılmış olarak geçirilmesi işlemidir.


TERS OZMOZ, bir Membran Teknolojisi • Suyun içerisinde bulunan birçok mineral, bakteri ve

virüsler %99 saflığa kadar bu yöntem ile süzülebilmektedir.


Ters osmoz• Ters osmoz, acil durumlarda içme suyu elde etmek ya da

kullanma suyu sağlamak için tuzlu suyun tuzunu gidermekte kullanılabilir.

• Ters osmozun diğer bir kullanılma alanı, kullanma suyu elde etmek ya da çevre kirliliğini önlemek için, atık suyun arıtılmasıdır.


Ters Ozmoz Fabrika Şeması






Ters Ozmoz Olayına bir Örnek• Tatlı sularda yaşayan amip, paramesyum, öğlena gibi bir

hücreli canlılar yoğunluk farkından dolayı hücre içerisine giren fazla suyu kontraktil kofulları ile pompalayarak aktif şekilde dışarı atarlar.


Ters Ozmoza Örnek BÖBREKLER• Kalp basıncıyla gelen kandaki kirlilikler böbreklerimiz

sayesinde ters ozmoz yöntemiyle süzülür.


Yapay Böbrek - Dializ


Dializ nasıl yapılır• Diyaliz, böbrek yetmezliği olan kişilerde, vücutta biriken fazla

sıvı ve atık maddelerin yarı geçirgen bir membran (zar) aracılığıyla temizlenmesi işlemidir. Diyaliz tedavisinin iki farklı türü vardır; Hemodiyaliz. Peritondiyalizi.


Ters Osmoz• Eğer çözelti tarafına osmotik

basınçtan daha büyük bir basınç uygulanırsa, çözücü moleküllerinin çözeltiden çözücüye geçişi artar ve saf çözücü tarafındaki sıvı seviyesi yükselir. Bu olaya ters Osmoz denir.

• Örneğin geçiş tuzlu çözeltiden saf suya doğru olur.


Ters Ozmozda Membran Seçimi


Nanofiltration• Nanofiltration is a

special process selected when Revrse Osmosis and Ultra filtrationF are not the ideal choice for separation. NF can perform separation applications that are not otherwise economically feasible, such as demineralization, color removal, and desalination. In concentration of organic solutes, suspended solids, and polyvalent ions, the permeate contains monovalent ions and low-molecular-weight organic solutions like alcohol.


Ultrafiltration (UF)• Ultrafiltration is a selective

fractionation process utilizing pressures up to 145 psi (10 bar). It concentrates suspended solids and solutes of molecular weight greater than 1,000. The permeate contains low-molecular-weight organic solutes and salts. UF is widely used in the fractionation of milk and whey, and also finds application in protein fractionation.


Microfiltration (MF)• Microfiltration is a low-pressure

cross-flow membrane process for separating colloidal and suspended particles in the range of 0.05-10 microns. MF is used for fermentation broth clarification and biomass clarification and recovery.


Kolloitler• Eğer bir çamur numunesi bir beherdeki su içine konur ve

karıştırılırsa, çamur süspansiyon halinde kalabilir. • Ancak karıştırma olayı durur durmaz büyük parçacıklar

beherin dibine çöker, daha küçük parçacıklar süspansiyon halinde daha uzun müddet kalabilirler, fakat bir müddet sonra ekserisi tabana çöker.


Kolloit• Bununla beraber bu çamur su karışımında bazı parçacıklar

vardır ki birkaç gün hatta sonsuza kadar süspansiyon halinde kalabilirler.

• Bu son durumdaki süspansiyondaki parçacıklar normal mikroskopla görülemez en küçük gözeneğe sahip süzgeç kağıdından süzmekle ayrılamaz. Süzmekle uzaklaştırılamayan parçacıkların süspansiyon halinde bulunduğu karışımlara kolloidal süspansiyon veya kısaca kolloit adı verilir.


Su molekülleri kolloidal parçacıkların batmalarına engel olur

• Çamurun çok küçük parçaları bile sudan ağırdırlar. Fakat beherin tabanına çökmezler.

• Su molekülleri devamlı hareket halindedirler ve süspansiyon halindeki parçacıklara sık sık ve devamlı olarak çarparak küçük parçacıkları devamlı hareket halinde tutarlar ve batmalarına engel olurlar.

• Ancak ağır parçaları süspansiyon halinde tutacak kadar kuvvetli değildirler.


hidrofobik ve hidrofilik kolloidIer • Süt ve mayonez gibi su içinde yağ süspansiyonları hidrofobik

kolloidlerdir. Çünkü yağ molekülleri su moleküllerini çok az çeker.

• Jöleler ve pudingler , hidrofilik kolloid örnekleridir; • Jöle içindeki proteinler ve pudingin içindeki nişasta makro

moleküllerdir ve suyu çeken pek çok hidrofilik gruba sahiptirler. Jöle içindeki dev protein moleküllerinin halkaları sıcak suda birbirinden ayrılır.


Kolloit örnekleri• Çikolatalı puding, süt, renkli jelatinli tatlılar kolloit örnekleridir.


Sol• Bir sıvı içinde katıların süspansiyonu olan kolloide ise sol

denir. Bir sıvının bir diğeri içindeki süspansiyonuna emulsiyon denir.

• homojenize süt, başlıca protein yapısındaki maddeler olmak üzere, katıların sudaki bir süspansiyonu yani sol örneğidir.


Emülsiyonlar• Mayonez yağda süspanse olmuş küçük su damlacıklarından

oluşur. Yani emülsiyondur. • Kaymağı fazla olan sütü, kremayı çırptığımızda ya da krema

yapmak için yumurta beyazlarını çırptığımızda, katı ya da sıvı içinde gaz süspansiyonları olan köpükler yapmış oluruz.

• Sütten kaymağı ayırıp tereyağı yaptığımızda, bir katı emülsiyonu oluşur.

• Burada süt katı tereyağı içinde dağılmıştır.


Emülsiyonlar• Mayonez yumurta sarısındaki kolestrol ve

lesitinin yardımıyla bir arada tutulan, yağ içinde bir su emülsiyonudur.

• Bu büyük moleküller, bir uçta çok polar olan gruplara sahiptir.

• Bunlar, yağ tanecikleri etrafında, polar uçlar suya doğru olan ve apolar grupları yağ içine giden misele benzer topaklar oluşturur.

•


Emülsiyonlar• Yumurta akı çırpılırken, açılan protein zincirleri arasına,

çırpma sırasında hava kabarcıkları hapsolur. • Proteinlerin ısıtılması da onların yapılarının bozulmasına

neden olur. Yumurta beyazını pişirdiğimizde, yapısı kısmen bozulmuş proteinler katı bir jel oluşturur.


Jöle• Jöle tatlıları, yumuşak fakat şeklini koruyan bir katı

emülsüyondur.


Dondurma• Dondurma şeker, proteinler ve tatlandırıcıların sulu çözeltilerinin katı bir

yağdaki emülsiyonudur. Bu birinci, kalite dondurma % 16 kaymak içermektedir.

• Pek çok ülkede dondurmanın, en az % 10 kaymak içermesi gereklidir.• Ayrıca dondurmaya buzun kristalleşmesini yavaşlatan büyük molekülleri

olan salep gibi doğal karbon hidratlar katılır. • Dondurmanın hacmi, hava da çırparak orijinal hacminin iki katına

genişletilebilir. • Bu genişleme, dondurma markaları arasındaki fiyat farklarını kısmın

açıklamaktadır. • Pahalı dondurmalarda ilave edilmiş hava miktarı en azdır, yani birinci

kalitenin bir litresi, normal kalitenin iki katı kütleye sahip olabilir.


Kolloidal büyüklük aralığı 1 ile 200 nm dir.

• Kolloitler moleküler boyutlarla gözle görülebilecek boyutlar arasındaki büyüklüğe sahip taneciklerin herhangi bir faz da dağılmaları ile oluşurlar.

• Kolloidal parçacıklar moleküllerden büyük fakat normal mikroskoplarda görülemeyecek kadar küçüktürler.

• Kolloidal büyüklük aralığı kesin olarak tanımlanmamakla beraber yaklaşık 1 ile 200 nm arasında büyüklüğe sahiptirler.


Brown Hareketleri• Kolloidal süspansiyon bakış açısına dik olarak gelen parlak bir

ışıkla aydınlatılarak mikroskop altında incelenirse tek tek parçacıklar görülemez. Fakat sıvı içinde hareket halinde küçük bir ışık parıltısı gibi görülebilirler.

• Bu düzensiz ve devamlı hareketlere Brown hareketleri adı verilir.


Tyndall olayı• Üzerine ışık düşürülen bir kolloit sistemi tarafından ışığın

saçılmasına Tyndall olayı denir. • Tyndall olayı gerçek çözelti ile kolloidi birbirinden ayırmak

için kullanılır.


Tyndall olayı

Karanlık ve tozlu bir odadan kuvvetli bir ışık geçtiği zaman havada süspansiyon olarak bulunan kolloid parçacıkların ışığı yansıtmalarından ışığın yolu açıkça görülebilir.


Tyndall olayı


Elektroforez• 60.000 devir/dakika hızla dönen bir ultrasantrifüj kolloit

taneciklerin çökelmesine yol açabilir. • Elektrik potansiyel uygulandığı zaman kolloit parçacıklar

elektrotlardan birine doğru hareket ederler, • yani elektroforez aygıtı ile kolloit tanecikler bir araya

toplanabilir. • Eğer kolloitler elektrofor aygıtında katoda gidiyorsa katoforez

anoda gidiyorsa andotoforez denir.


Kolloit Parçacıklar Ayni Yüktedir• Süspansiyon halinde bulunan parçacıklar sıvıdan hidrojen

iyonu veya hidroksil iyonu adsorplarlar. • Bu suretle ya hepsi negatif veya hepsi pozitif olarak

yüklenirler. • Süspansiyondaki parçacıkların hepsi ayni yüke sahiptirler.

• Aynı yükleri nedeni ile kolloidal parçacıklar birbirlerini iterler ve kolloit parçacıkların kolloit olmayan büyük parçacıklar haline dönmesine engel olurlar.

• Pozitif ve negatif kolloitler karıştırılırsa her iki parçacıkta çökelir. Çünkü parçacıklar artık birbirlerini itemezler.


Kolloidal parçacıklar çok geniş yüzey alanına sahiptirler

• Kolloidal parçacıklar yarıçapları ile mukayese edildikleri zaman çok geniş yüzey alanına sahiptirler.

• Bu küçük parçacıkların geometrik bir özelliğidir.• Süspansiyon halinde bulunan parçacıkların toplam yüzey

alanları çok büyüktür. Bu nedenle kolloit parçacıklar diğer maddeleri kuvvetle adsorplarlar.


Diyaliz• Kolloit maddeleri normal

çözeltilerden ayırmak için diyaliz ayırma yöntemi kullanılabilir.

• Böbrek hastalarının kanı bir diyaliz aygıtıyla yapay olarak temizlenir.

• Aygıtın bir tarafından kan diğer taraftan da ters akım kuralına göre su girer.

• Kan içindeki üre gibi kolloidal olmayan maddeler suya geçerken, kolloidal tanecikler kanda kalır. Bu suretle kandaki üre temizlenir.


Diyaliz


Problem 1• Pb(OH)2’in belli bir sıcaklıktaki çözünürlük çarpımı 4 10-15’dir. Buna göre

Pb(OH)2’in;a) Saf sudaki çözünürlüğünü hesaplayınız.b) 0,1 M’lık Pb(NO3)2 çözeltisindeki çözünürlüğünü hesaplayınız.c) 0,1 M’lık NaOH çözeltisindeki çözünürlüğü hesaplayınız. d) Üç çözünürlüğü karşılaştırınız


Problem 1.a cevap• Pb(OH)2’in çözünürlüğü “s” olsun.

• Pb(OH)2(k) Pb2+(suda) + 2OH-

(suda) olduğuna göre

• [Pb2+]=s ve [OH-]=2s olur.

• Çözünürlük çarpımı ifadesinden Kçç = [Pb2+][OH-]2 yazılır. Çözünürlükleri yerine yazılırsa;

Kçç = (s)(2s)2 = 4s3 = 4x10-15 olduğundan s= 1 10-5 bulunur.


Problem 1.b ve 1.c cevap (devamı)• 0,1 M Pb(NO3)2 çözeltisinde [Pb2+] = 0,1 M olarak bulunur. • Pb(OH)2’ in çözünmesiyle ortama bir miktar da buradan Pb2+ iyonu gelir. • Buna göre ortamdaki [Pb2+]=0,1 + s kadar olacaktır.

• Kçç= [Pb2+][OH-]2 bağıntısından Kçç=(0,1+ s)(2s)2 yazılır.

• 0,1 M yanında az çözünen tuzdan gelen “s” miktarı çok az olduğundan ihmal edilirse; Kçç=(0,1)(2s)2 = 4x10-15 olur ve

132

15

10410104

S


Problem 1.d cevap• Üç çözünürlük değeri karşılaştırıldığında sa > sb >sc olur.

• Buna göre, 0,1 M Pb(NO3)2 çözeltisindeki çözünürlük saf suya göre 100 kat daha az, 0,1 M NaOH çözeltisindeki çözünürlük saf suya göre 250 milyon kat daha azdır.

• Bunun nedeni mol katsayıları olduğu görülebilir.


Ca(OH)2’in doymuş çözeltisine HCl eklenmesi• Eğer Ca(OH)2’in doymuş çözeltisine HCl çözeltisi eklenirse

Ca(OH)2’in çözünürlüğü artar. Çünkü, HCl gazı aşağıdaki gibi iyonlaşır.

• HCl(g) → H+(suda) + Cl-(suda)

• Ortamdaki H+ iyonları Ca(OH)2’den gelen OH- iyonlarıyla birleşerek H2O(s) moleküllerini oluşturur ve dolayısıyla Ca(OH)2’in çözünmesine destek oluşturur.


Anyon veya Katyonuna göre bazı maddelerin çözünürlükleri

Anyon Verilen anyonla az çözünen tuz oluşturan katyonlar

CO23- NH4

+ dışındakilerin hepsiPO4

3- NH4+ dışındakilerin hepsi

S2- NH4

+ ile 1A ve 2A grubu katyonlarının dışındakilerin hepsi

OH- NH4+, Sr2

+, Ba2+ ile 1A grubu katyonların

dışındakilerin hepsiSO4

2- Ba2+, Sr2

+, Ca2+, Pb2

+, Hg+, Ag+

Cl-, Br-, I- Ag+, Cu+, Hg+, Hg2+, Pb2

+


Çözünürlük Dengesi• Az çözünen iyon yapılı bir katı madde su ile karıştırılınca

çözünmeye başlar. • Karışımın ilk anlarında çözünme hızlıdır. Ancak, iyonlar

ortaya çıktıkça çözünme hızı zamanla azalır. • Bu sırada oluşan iyonlar yeniden birleşerek çökmeye başlar. • Bir süre sonra çözünme hızı ile çökme hızı birbirine eşitlenir. • Bu durumda sistem dengeye ulaşmış olur. Denge halindeki

böyle bir sistem doymuştur. Olay bir çözünme olduğundan bu dengeye çözünürlük dengesi adı verilir.


Çözünürlük Çarpımı• AxBy(katı) xA+y(suda) + yB-x(suda)

• Genel çözünme tepkimesinde; AxBy(katı) tuzu için denge bağıntısını yazalım:

yx

yxxy

d BABAK


Çözünürlük Çarpımı• Ancak, AxBy(katı) maddesinin bu ortamdaki derişiminin

değişmediği kabul edildiğinden değeri sabittir. • Bu nedenle, Kd ifadesi ile birleştirilebilir. • Bu durumda Kçç= Kd* [AxBy(katı)] yazılabilir. O halde;

yxxyçç BAK Olur.

• Kçç’ye çözünürlük denge sabiti ya da çözünürlük çarpımı denir. Kçç de Kp veya Kd gibi sıcaklığa bağlı olarak değişir.

• Bağıntıda mol katsayılarının üs olarak alındığına dikkat ediniz.


AgBr(k) Ag+(suda) + Br-

(suda) Kçç = [Ag+][Br-]

FeCO3(k) Fe+2(suda) + CO3

-2(suda) Kçç = [Fe+2][CO3

-2]

CaF2(k) Ca+2(suda) + 2F-

(suda) Kçç = [Ca+2][F-]2

Ba3(PO4)2(k) 3Ba+2(suda) + 2PO4

-3(suda) Kçç = [Ba+2]3[PO4

-3]2


Bazı az çözünen iyonik katıların 25˚C’daki çözünürlük çarpımları

Bileşik Kçç Bileşik Kçç

BaCO3 4,9x10-9 CuS 6,5x10-37

PbCO3 7,9x10-14 Ag2S 8,0x10-51

SrSO4 8,0x10-7 CaF2 4,0x10-11

Ag2SO4 1,4x10-5 SrF2 8,0x10-10

Ag3PO4 1,8x10-18 AgCl 1,8x10-10

Ca3(PO4)2 1,5x10-32 PbCl2 1,8x10-5 Al(OH)3 4,8x10-33 AgBr 5,0x10-13

Fe(OH)2 4,0x10-15 PbBr2 5,0x10-6


Çözünürlük Dengesine Etki Eden Faktörler

• Çözünürlük dengesi fiziksel bir denge olmasına rağmen kimyasal denge de olduğu gibi bazı faktörlerin etkisi ile değişebilir. Bu faktörler;– Çözücünün türü– Sıcaklık– Ortak iyon varlığı– Yabancı maddelerin varlığı

şeklinde sıralanabilir.


Çözücünün Türünün Etkisi : • Daha önceden “Benzer benzeri çözer” ifadesini kullanmıştır. • Çözücünün bir maddeyi çözüp çözemeyeceği deneyle

bulunabilir. • Böylece çözünme üzerinde etkisinin olup olmadığı anlaşılır. • Örneğin iyot katısının çeşitli çözücülerdeki çözünürlüğü için

yapılan deneyde aşağıdaki denkleme göre çözünme değerleri bulunmuştur.


Çözücünün Türünün Etkisi

)(2)(2 BenzendeBenzen

k II

)(2)(2 AlkoldeAlkolEtil

k II

)(2)(2 4

4CCl

CClk II

∆H=28 kcal

∆H=72 kcal

∆H=98 kcal

• Bu üç çözelti için de maksimum düzensizlik eğilimi çözünmenin lehine, minimum enerji eğilimi çözünmenin aleyhinedir.

• Entalpi değerlerine bakarak iyot molekülü ile en iyi etkileşimde bulunan çözücünün etil alkol olduğu söylenebilir. İyot, suda çözünmez, karbontetraklorürde ise az çözünür. Bu durumda iki farklı fazdan oluşan bir karışım oluşur.


Çökelti Oluşumu ve Çözünürlük Tipleri • Az çözünen tuzların hepsinde bir denge vardır. Dengede çözünme ve

çökme hızı eşittir. Çözünürlük dengesinin kurulması, katının suda çözünmesiyle olabileceği gibi, çökelek oluşturacak iyonları içeren iki ayrı çözeltinin karıştırılmasıyla da olabilir. Örneğin 0,2 M KCl ve 0,2 M AgNO3 çözeltilerini karıştırdığımızda;

KCl (suda) + AgNO3 (suda) AgCl (k) + KNO3 (suda)

Tepkimesi olur. Bu tepkimede meydana gelen olayın net denklemini yazalım:

• Ag+(suda) + Cl-(suda) AgCl(k) • Dikkat edilirse, denklemde dengeyi göstermek üzere çift yönlü ok

kullanıldı, çünkü oluşan AgCl çökeleğinin bir bölümü yeniden iyonlarına ayrışır.


Çözünürlük ve sıcaklıkla değişimi


Ortak iyon etkisi• Bir katıyı saf su yerine, bu katıya ait iyonu veya iyonları içeren

bir çözeltide çözersek bu katının çözünürlüğü saf suya göre oldukça azalır.

• Örneğin sodyum klorür çözeltisi (NaCl (k) → Na+ + Cl- ) içerisinde AgCl(k) katısını çözersek,

• AgCl(k) Ag+ + Cl-

şeklinde iyonlaşır.

• AgCl çözeltisinde NaCl'den gelen Cl- iyonları Cl- derişimini arttırdığından sistem bunu azaltmak için geri tepkimeyi hızlandırır.

• Yani Ag+ ve Cl- iyonları birleşerek AgCl katısının çökmesine sebep olur. Dolayısıyle AgCl'ün çözünürlüğü azalmış olur.


Yabancı maddelerin etkisi• Yabancı maddelerin etkisiyle çözünürlü¤ün artmas› canlılar

için çok önemlidir.• içinde çözünmüş madde bulunan bir çözeltiye, az çözünen

ve ortak iyon bulundurmayan bir maddeyi ilâve edersek bu maddenin çözünürlüğü maddeler arasında etkileşim oluyorsa artar.


Çökeleğin oluşması• Az çözünen bir tuzun iyonlarını ayrı ayrı

içeren iki çözeltinin karıştırılması her zaman çökelek oluşturmayabilir.

• Çökeleğin oluşabilmesi için iyonların molar derişimleri yeterince büyük olmalıdır. İyon derişimleri yeterince büyük değilse az çözünen tuzun doymamış çözeltisi oluşacağından çökme olmaz.

• Bir çözeltideki iyonların molar derişimlerinin mol katsayılarına bağlı olarak çarpımına iyonlar çarpımı denir ve Qçç ile gösterilir.


Kaynaklar• Bu sunum benim genel kimya derslerimde kullanmak üzere kendim için hazırladığım bir

öğretim materyalidir. • Bu sunumda değerli arkadaşım Prof.Dr. Mehmet Levent AKSU’nun ayni konudaki sunumundan bazı sayfalarını olduğu gibi sunumuma ekledim.

• Bu sunumda ayrıca :– Sabri Alpaydın ve Abdullah Şimşek’in Genel Kimya,– M. Ayhan Zeren’in Atomlar ve Moleküller ,– Charles Trapp’ın Genel Kimya – Petrucci, Harwood, Herring’in Genel Kimya

• Kitaplarının yanı sıra internetten pek çok kaynaktan yararlanılmıştır.• Örneğin:• Milli Eğitim Bakanlığı (açık kitaplar)• http://egitek.meb.gov.tr/aok/aok_kitaplar/AolKitaplar/Kimya_5/3.pdf


Önemli• Bu sunumun hiçbir ticari maksadı yoktur.

Education

Ozmoz ve kolloitler