Çözeltiler, en az iki maddenin homojen olarak karışmasıyla oluşan karışımlardır. AYT Kimya'da özellikle sıvı çözeltiler (katının sıvıda veya sıvının sıvıda çözünmesi) üzerinde durulur. Bu konuda, derişim birimleri, çözünürlüğü etkileyen faktörler ve en önemlisi koligatif özellikler yer alır. Koligatif özellikler, çözünen taneciklerin sayısına bağlıdır, cinsine değil.
Çözeltinin derişimi, çözünen maddenin çözelti içindeki miktarını ifade eder. Farklı hesaplama yöntemleri vardır:
| Birim | Formül | Açıklama |
|---|---|---|
| Kütlece Yüzde (% m/m) | (Çözünenin kütlesi / Çözeltinin toplam kütlesi) × 100 | 100 gram çözeltide çözünen maddenin gram cinsinden miktarıdır. |
| Hacimce Yüzde (% v/v) | (Çözünenin hacmi / Çözeltinin toplam hacmi) × 100 | 100 mL çözeltide çözünen sıvının mL cinsinden miktarıdır. (Sıvı-sıvı çözeltiler için) |
| Molarite (M) | M = nçözünen / Vçözelti(L) | 1 litre çözeltide çözünen maddenin mol sayısıdır. En çok kullanılan birimdir. |
| Molalite (m) | m = nçözünen / mçözücü(kg) | 1 kg çözücüde çözünen maddenin mol sayısıdır. Sıcaklığa bağlı değildir. |
| ppm / ppb | ppm = (Çözünen kütlesi / Çözelti kütlesi) × 10⁶ | Çok seyreltik çözeltiler için kullanılır. ppm: milyonda bir, ppb: milyarda bir. |
Çözünürlük, belirli sıcaklık ve basınçta, belirli bir çözücüde çözünebilen maksimum madde miktarıdır.
Koligatif özellikler, çözeltinin buhar basıncı, kaynama noktası, donma noktası ve osmotik basıncı gibi özellikleridir. Bunlar, çözeltideki toplam tanecik sayısı ile doğrudan ilişkilidir.
ΔP = P0çözücü · Xçözünen
Pçözelti = P0çözücü · Xçözücü
ΔTb = i · Kb · m
(Kb: molal kaynama noktası yükselmesi sabiti, i: van't Hoff faktörü)
ΔTf = i · Kf · m
(Kf: molal donma noktası düşmesi sabiti)
Π = i · M · R · T
(R: gaz sabiti, T: mutlak sıcaklık)
1 kg su içerisinde 0,5 mol NaCl çözülürse, çözeltinin donma noktası kaç °C düşer? (Kf,su = 1,86 °C·kg/mol, NaCl için i=2)
Çözüm: ΔTf = i · Kf · m formülünü kullanalım.
m = 0,5 mol / 1 kg = 0,5 m
ΔTf = 2 × 1,86 × 0,5 = 1,86 °C
Çözelti, 0°C'den 1,86°C daha düşük olan -1,86°C'de donar.
Elektrolit çözeltilerde, çözünen maddenin iyonlarına ayrışması nedeniyle tanecik sayısı artar. Bu artış, koligatif özellikleri artırır. Van't Hoff faktörü (i), bir bileşiğin çözeltide oluşturduğu toplam iyon veya molekül sayısını ifade eder.
Sıvı çözeltiler, AYT Kimya'nın en önemli ve soru gelme ihtimali yüksek konularından biridir. Derişim birimlerini (özellikle molarite ve molalite) iyi öğrenmek gerekir. Çözünürlüğü etkileyen faktörler (sıcaklık, basınç, polarite) anlaşılmalıdır. En kritik kısım ise koligatif özelliklerdir. Buhar basıncı düşmesi, kaynama noktası yükselmesi, donma noktası düşmesi ve osmotik basınç formüllerini ve uygulamalarını bilmek, sınavda büyük avantaj sağlar. Elektrolit çözeltilerde van't Hoff faktörünü (i) unutmamak gerekir. Bu konuyu çalıştıktan sonra mutlaka bolca soru çözmelisiniz.