Endüstriyel atık sulardaki zehirli Pb2+ iyonlarını çöktürmek için arıtma tesisinde su örneğine sodyum sülfat (Na2SO4) eklenmektedir. Mühendisler, arıtmanın verimini artırmak ve Pb2+ iyonu derişimini minimuma indirmek amacıyla sistemi soğutmuş ve eklenen sodyum sülfat miktarını artırmıştır. Buna göre, arıtma işleminin başarısını (daha fazla çökelmeyi) sağlayan kimyasal etkenler hakkında yapılan aşağıdaki çıkarımlardan hangisi doğrudur?
- A) PbSO4 çözünmesi ekzotermiktir; sıcaklığın düşürülmesi çözünürlüğü ve Kçç değerini artırmıştır.
- B) Sıcaklığın düşürülmesi sadece çözünme hızını etkilerken, ortak iyon etkisi çözünürlük çarpımını (Kçç) küçülterek çökmeyi hızlandırmıştır.
- C) PbSO4 çözünmesi endotermiktir; hem sıcaklığın düşürülmesi hem de ortak iyon eklenmesi çözünme dengesini girenler yönüne kaydırarak Pb2+ iyonlarının çökmesini kolaylaştırmıştır.
- D) Sodyum sülfat miktarı artırıldığında PbSO4 katısının çözünürlük çarpımı (Kçç) artarak Pb2+ iyonlarının daha hızlı çökmesini sağlamıştır.
- E) Çözünme süreci ekzotermik olduğundan, sıcaklığın düşürülmesi serbest Pb2+ iyonlarının derişimini artırarak arıtma verimini düşürmüştür.
Bir öğrenci hazırladığı sanal laboratuvar simülasyonunda, az çözünen CaF2 tuzunu üç farklı kaba eşit miktarlarda ekleyerek çözünme süreçlerini gözlemliyor. Deney sonuçlarına göre CaF2 tuzunun çözünürlüğü kaplarda sırasıyla 1 > 3 > 2 şeklinde ölçülüyor. Bu deneysel verilere göre, simülasyondaki çözünme sürecine dair yapılan hangi çıkarım kesinlikle doğrudur? Kaplar: 1. Kap: Saf su (25 °C) 2. Kap: 0,1 M NaF çözeltisi (25 °C) 3. Kap: Saf su (50 °C)
- A) CaF2 tuzunun suda çözünmesi endotermik bir olaydır.
- B) Çözünme süreci ekzotermiktir ve ortak iyon etkisi çözünürlüğü sıcaklık etkisinden daha fazla azaltmıştır.
- C) 50 °C'deki Kçç değeri, 25 °C'deki Kçç değerinden daha büyüktür.
- D) 2. kaptaki çözünürlüğün en düşük olmasının temel nedeni NaF tuzunun çözünürlük çarpımının çok küçük olmasıdır.
- E) Sıcaklık artışı, 2. kaptaki flor iyonlarının oluşturduğu ortak iyon etkisini tamamen ortadan kaldırmıştır.
Doygun MX2 sulu çözeltisine sabit sıcaklıkta bir miktar NaX tuzu eklendiğinde iyon derişimlerinin zamanla değişimi görseldeki grafikte verilmiştir. Bu grafikten yararlanarak yapılan aşağıdaki çıkarımlardan hangisi kimya ilkelerine uygundur?
- A) Sistem yeniden dengeye ulaştığında çözünürlük çarpımı (Kçç) değeri başlangıçtaki değere göre küçülür.
- B) Eklenen ortak iyon, çözeltide serbest halde bulunan tüm iyonların derişimini zamanla artırır.
- C) NaX ilavesi endotermik olan çözünme sürecini ekzotermik hale getirerek katının çökelme hızını düşürür.
- D) Dengedeki M2+ iyonu derişimindeki azalma miktarı, ortama eklenen X- iyonlarının derişimindeki artış miktarına tam olarak eşittir.
- E) NaX ilavesiyle Le Chatelier ilkesine göre denge girenler yönüne kaymış, bu durum MX2 katının molar çözünürlüğünü azaltmıştır.
Bir kimya laboratuvarında PbI2 tuzunun farklı sıcaklıklardaki çözünürlük çarpımı (Kçç) değerleri tabloda verilmiştir. Bu verilere göre, sıcaklık artışının PbI2 katısının çözünürlüğüne etkisini Le Chatelier ilkesiyle açıklayan bir öğrenci aşağıdaki sonuçlardan hangisine ulaşır? Sıcaklık (°C)Kçç 251,4 x 10-8 501,4 x 10-7
- A) PbI2 tuzunun çözünmesi endotermiktir; sıcaklık artışı Le Chatelier ilkesine göre dengeyi ürünler yönüne kaydırarak çözünürlüğü artırmıştır.
- B) Çözünme süreci ekzotermiktir; sıcaklık artışı dengeyi girenler yönüne kaydırarak Kçç değerini artırmıştır.
- C) Sıcaklık artışı sadece çözünme hızını etkilemiş, çözeltideki çözünmüş iyon miktarlarını değiştirmemiştir.
- D) PbI2 çözünmesi endotermiktir; ancak sıcaklık artışı sadece çözünürlüğü artırır, Kçç değerini değiştirmez.
- E) Sıcaklık artışı dengeyi girenler yönüne kaydırdığı için dipteki PbI2 katı kütlesinin artmasına yol açmıştır.
Bir araştırmacı, oda sıcaklığında suda az çözünen AgCl katısının çözünürlüğünü azaltmak amacıyla sisteme ortak iyon içeren maddeler eklemektedir. Yapılan deneylerde, eşit hacim ve derişimdeki NaCl, CaCl2 ve AlCl3 çözeltilerinin AgCl'nin molar çözünürlüğünü farklı derecelerde düşürdüğü gözlenmiştir. Buna göre, AgCl'nin çözünürlüğündeki bu azalmanın temel nedenini Le Chatelier ilkesine göre açıklayan en doğru ifade hangisidir?
- A) Ortak iyon etkisiyle çözünme endotermik bir sürece dönüşür ve tuzun sudaki Kçç değeri zamanla azalır.
- B) Ortak iyon çözeltinin iletkenliğini azaltarak çözünme hızının sıfırlanmasına neden olur.
- C) Sıcaklık sabit kaldığından, sisteme eklenen ortak iyon çözünürlük çarpımını (Kçç) küçülterek çökme miktarını artırır.
- D) Eklenen ortak iyon çözeltideki iyon derişimini artırır; Le Chatelier ilkesine göre denge girenler lehine kayarak molar çözünürlüğü azaltır.
- E) Eklenen anyonlar Ag+ katyonu ile yeni bir kompleks bileşik oluşturarak katı kütlesini azaltır.
Fen bilimleri dersinde öğrenciler, suda az çözünen baryum sülfat (BaSO₄) tuzunun çözünme sürecini tasvir eden dinamik bir simülasyon modeli hazırlamışlardır. Öğrenciler bu modeli oluştururken su moleküllerinin iyonları sarma (hidratasyon) sürecini görselleştirmişlerdir. Öğrencilerin hazırladığı bu modelin doğruluğunu değerlendiren bir kimya öğretmeni, aşağıdaki uyarılardan hangisini yaparsa elektrostatik etkileşimler açısından doğru bir yönlendirmede bulunmuş olur?
- A) Baryum iyonlarının (Ba²⁺) etrafı sarılırken suyun kısmi pozitif yüklü hidrojen uçları iyona doğru yönelmelidir.
- B) Sülfat iyonlarının (SO₄²⁻) etrafı sarılırken suyun kısmi negatif yüklü oksijen uçları iyona doğru yönelmelidir.
- C) Su molekülleri iyonları sararken yönelim fark etmeksizin rastgele açılarla bağlanmalıdır.
- D) Baryum (Ba²⁺) iyonlarına suyun kısmi negatif oksijen ucu, sülfat (SO₄²⁻) iyonlarına ise suyun kısmi pozitif hidrojen ucu yönelerek iyon-dipol etkileşimi kurmalıdır.
- E) Çözünme esnasında su molekülleri iyonlarla kovalent bağ kurarak yeni moleküller sentezlemelidir.
Diş minesinin yapısını korumak amacıyla kullanılan florürlü diş macunlarının etkisi, çözünürlük dengesindeki ortak iyon etkisi modeliyle açıklanabilir. Buna göre, ağız ortamına dışarıdan florür (F⁻) iyonu desteği sağlanmasının diş minesinin çözünme dengesine etkisini gösteren aşağıdaki modellerden hangisi bilimsel olarak doğrudur?
- A) Florür iyonları çözünürlüğü artırarak diş minesinin daha hızlı yenilenmesini sağlar.
- B) Ortamdaki florür iyonu derişimi arttıkça, denge çökelme yönüne kayarak diş minesinin çözünmesini azaltır ve yapıyı korur.
- C) Florür iyonları katının çözünürlük çarpımını (Kçç) küçülterek yeni iyonların oluşmasını engeller.
- D) Macundaki florür iyonları su moleküllerini bağlayarak çözünme sürecini tamamen durdurur.
- E) Ortak iyon etkisi çözünme hızını artırırken çökelme hızını sıfıra indirir.
Suda az çözünen kurşun(II) iyodür (PbI₂) tuzunun doymuş çözeltisindeki iyon dengesini alt-mikro boyutta canlandırmak isteyen bir öğrenci grubu bir benzetim (analoji) tasarlamıştır. Bu öğrenci grubunun oluşturacağı aşağıdaki modellerden hangisi, doymuş bir PbI₂ çözeltisindeki iyon sayıları arasındaki ilişkiyi kimyasal formüle uygun şekilde en doğru temsil eder?
- A) Kaba atılan her 10 kurşun iyonuna karşılık çözeltide her zaman tam 10 tane iyodür iyonu serbest hâlde gezmelidir.
- B) Çözeltideki her 1 adet çift pozitif yüklü kurşun iyonuna karşılık, çözünme dengesinde 2 adet tek negatif yüklü iyodür iyonu serbest kalmalıdır.
- C) Katı molekülleri su içerisinde iyonlaşmadan, bir bütün hâlinde ve kümeler oluşturarak askıda kalmalıdır.
- D) İyodür iyonlarının hızı kurşun iyonlarının hızının iki katı olduğu için denge anında kapta hiç kurşun iyonu kalmamalıdır.
- E) Çözünme olayında kurşun iyonları katyon olarak çökerken iyodür iyonları gaz fazına geçerek sistemi terk etmelidir.
Asitli içecekler tükettiğimizde ağız ortamındaki pH değeri düşer ve diş minesini oluşturan apatit minerallerinin çözünürlüğü artarak diş çürümeleri hızlanır. Bu olguyu çözünürlük dengesi ve Le Chatelier İlkesi çerçevesinde açıklamak isteyen bir öğrenci, aşağıdaki modellerden hangisini kurarsa asitli ortamın etkisini bilimsel olarak en doğru şekilde açıklamış olur?
- A) Ortama eklenen H⁺ iyonları, çözünürlük dengesindeki anyonlarla birleşerek serbest iyon derişimini azaltır ve dengeyi çözünme yönüne kaydırır.
- B) Asidik ortam katı tuzun çözünürlük çarpımı (Kçç) değerini doğrudan büyüterek çözünmeyi artırır.
- C) H⁺ iyonları katı tuzun yüzeyini kaplayarak su moleküllerinin katıya ulaşmasını fiziksel olarak engeller.
- D) Asitli ortam çözeltinin sıcaklığını aniden yükselttiği için endotermik çözünme hızlanır.
- E) Ortamdaki iyonların tamamı nötrleştiği için dipteki katı kütlesi korunmaya devam eder.
Kemik ve dişlerin yapısında bulunan kalsiyum fosfat tuzu, suda çok az çözünen ve vücudumuzda dinamik bir dengede duran yaşamsal bir bileşiktir. Bir araştırmacı, bu tuzun doymuş sulu çözeltisindeki çözünme-çökelme dengesini mikro boyutta açıklamak için aşağıdaki hipotezlerden hangisini ileri sürerse modern kimya teorileriyle uyumlu, doğru bir model kurmuş olur?
- A) Çözünme hızı, çökelme hızından her zaman daha büyüktür.
- B) Denge anında kalsiyum ve fosfat iyonlarının derişimleri birbirine kesinlikle eşittir.
- C) Denge kurulduktan sonra mikro boyutta çözünme ve çökelme olayları tamamen durur.
- D) Katı kütlesi sabit kaldığı denge anında bile dinamik olarak çözünme ve çökelme süreçleri eşit hızda devam eder.
- E) Çözünme olayının gerçekleşmesi için ortamda mutlaka dışarıdan bir katalizör bulunmalıdır.
Doğru cevaplar ve adım adım çözümler testi tamamladıktan sonra gösterilir.
