Molar Çözünürlük Hesaplamaları

Kçç Değerinden Molar Çözünürlük Hesaplama

Suda az çözünen bir tuzun molar çözünürlüğü "s" olarak alındığında, bu değer tuzun çözünürlük çarpımı (Kçç) sabiti kullanılarak hesaplanabilir. Çözünürlük çarpımı (Kçç) değeri yaklaşık 4×10⁻¹² olan kalsiyum florür (CaF₂) tuzunun molar çözünürlüğünün hesaplama aşamaları:

1. Tuzun suda çözünme denklemi, molar çözünürlüğe (s) göre iyon derişimleriyle yazılır: CaF₂(k) ⇌ Ca²⁺(suda) + 2F⁻(suda), derişimler s, 2s
2. Kçç bağıntısında iyon derişimleri yerine yazılır: Kçç = [Ca²⁺][F⁻]² = s·(2s)² = 4s³
3. Kçç değeri yerine konur: 4×10⁻¹² = 4s³ ⇒ s = 1×10⁻⁴ mol/L

Kçç'den Kütle/Hacim Hesaplamalarına Uygulama

Molar çözünürlük değeri, bir tuzun belirli bir suda ne kadar çözüneceğini veya çözünmesi için ne kadar su gerektiğini hesaplamada kullanılabilir. Örneğin kristal suyu içeren kalsiyum sülfat dihidrat (CaSO₄·2H₂O, jips), CaSO₄'ün suda çok az çözünüp suyu yapısında tutarak oluşur; Kçç=1,6×10⁻⁹ olan CaSO₄ tuzu için CaSO₄(k)⇌Ca²⁺+SO₄²⁻ olduğundan Kçç=s² ⇒ s=√(1,6×10⁻⁹)≈4×10⁻⁵ mol/L bulunur. Bu değer, belirli bir kütteki CaSO₄'ün tamamen çözünmesi için gereken su hacmini hesaplamada kullanılır: önce verilen kütle mol sayısına çevrilir (kütle/molar kütle), ardından molar çözünürlük (s) kullanılarak gereken hacim V=mol/s bağıntısıyla bulunur.

Molar Çözünürlükten Kçç Hesaplama

Ters yönde de hesaplama yapılabilir: molar çözünürlüğü bilinen bir tuzun Kçç değeri hesaplanabilir. Örneğin CuBr (XY tipi, Kçç=s²), Ag₂CrO₄ (X₂Y tipi, Kçç=4s³) ve Li₃PO₄ (X₃Y tipi, Kçç=27s⁴) tuzlarının molar çözünürlüğü aynı sıcaklıkta 1×10⁻⁴ mol/L olarak ölçülürse, her birinin Kçç değeri farklı formülle hesaplanır: CuBr için Kçç=(10⁻⁴)²=10⁻⁸; Ag₂CrO₄ için Kçç=4×(10⁻⁴)³=4×10⁻¹²; Li₃PO₄ için Kçç=27×(10⁻⁴)⁴=27×10⁻¹⁶. Bu örnek, eşit molar çözünürlüğe sahip tuzların formül tipi farklıysa Kçç değerlerinin de büyük ölçüde farklı olabileceğini gösterir.

Çökelti Miktarı Hesaplama

Bir öğrenci 1 gram magnezyum florür (MgF₂, molar kütle 62 g/mol) tuzunu 1 L suda çözmeye çalıştığında dipte beyaz bir çökelti kaldığını gözlemliyor. MgF₂'nin çözünürlük çarpımı Kçç=4×10⁻⁹ ise: MgF₂(k)⇌Mg²⁺+2F⁻ olduğundan Kçç=4s³ ⇒ s³=10⁻⁹ ⇒ s=10⁻³ mol/L çözünebilir. 1 L suda çözünebilen miktar = 10⁻³ mol × 62 g/mol = 0,062 gram'dır. Başlangıçta eklenen 1 gramdan, çözünen 0,062 gram çıkarıldığında kabın dibinde çözünmeden kalan miktar = 1 − 0,062 = 0,938 gram olarak bulunur.

Özet

• Molar çözünürlük (s), tuzun formül tipine göre Kçç'den hesaplanır: XY tipi Kçç=s² (s=√Kçç), XY₂ tipi Kçç=4s³ (s=∛(Kçç/4)), XY₃ tipi Kçç=27s⁴; hesaplama önce çözünme denklemi ve iyon derişimlerinin (s, 2s, 3s gibi) yazılmasıyla başlar.
• Aynı molar çözünürlüğe sahip fakat farklı formül tipindeki tuzların (CuBr, Ag₂CrO₄, Li₃PO₄ gibi) Kçç değerleri birbirinden çok farklı olabilir; bu nedenle Kçç değerlerini doğrudan karşılaştırmak yalnızca aynı formül tipindeki tuzlar için geçerlidir.
• Kçç'den hesaplanan molar çözünürlük (s), belirli bir suda çözünebilecek/çözünmeden kalacak madde kütlesini bulmak için kullanılabilir (mol×molar kütle=gram); MgF₂ örneğinde 1 g'ın yalnızca 0,062 g'ı çözünür, 0,938 g'ı dipte katı olarak kalır.