Saf X Maddesinin Çökelme Olmadan Soğutulması İçin Gerekli Su Miktarı

Resimli Soru: Saf X Maddesinin Çözünürlük Problemi

Önemli Noktalar

  • Çözünürlük, sıcaklıkla değişir ve grafik verilen değerler 10 °C ve 25 °C için çözünen maksimum madde miktarını gösterir.
  • Başlangıçta 25 °C’de 52 g X çözeltisi hazırlanmış.
  • Sıcaklık 10 °C’ye düşürüldüğünde çözünen maksimum madde miktarı azalır.
  • Çökelmeyi önlemek için maksimum doygunluk sınırında kalınmalıdır.
  • Su miktarını artırarak, konsantrasyon düşürülmelidir.

Sorunun Çözümü

Grafikte:

  • 25 °C’de çözünürlük yaklaşık 30 g / 100 g su,
  • 10 °C’de çözünürlük yaklaşık 15 g / 100 g su.

Verilen:
25 °C’de toplam çözelti: 52 g X + su (bilinmiyor)
Çözünürlük 30 g X / 100 g su olduğuna göre
Formül:

\frac{52 \text{ g X}}{x \text{ g su}} = \frac{30 \text{ g X}}{100 \text{ g su}}

Buradan:

52 \times 100 = 30 \times x \rightarrow x = \frac{52 \times 100}{30} \approx 173.33 \text{ g su}

25 °C’de çözelti: 52 g X + 173.33 g su = toplam 225.33 g çözelti


10 °C’de çözünürlük 15 g/100 g su, çökmemesi için X maddesinin çözünürlük sınırında kalmasını istiyoruz.

Miktar aynı kalacağından (52 g), yeni su miktarı:

\frac{52 \text{ g X}}{y \text{ g su}} = \frac{15 \text{ g X}}{100 \text{ g su}} \Rightarrow y = \frac{52 \times 100}{15} \approx 346.67 \text{ g su}

Ek su miktarı:

346.67 - 173.33 = 173.34 \text{ g su}

Bu miktara en yakın seçenek yok fakat soruda en az kaç gram su eklenmelidir denmiş ve şıklarda 50 veya 80 var.

Eğer su başlangıçta 173.33 g değil, 100 g olarak alınırsa (grafikte çözünürlük 30 g/100 g su olduğundan çözeltinin hazırlanma şekli farklı olabilir), hesap yeniden yapılabilir:

Eğer başlangıç çözeltisi 52 g X + 100 g su ise 25 °C’deki konsantrasyon:

\frac{52}{100} = 0.52 \text{ g X/g su} = 52 \text{ g X/100 g su}

Bu 30 g/100 g sudan fazla yani doygunluktan yüksek, dolayısıyla başlangıç su miktarı 100 g değil 173.33 g olmalı.


Sonuç:

Grafik ve sorudaki verilere göre çökelme olmaması için sıcaklık 10 °C düştüğünde mevcut 173.33 g suyun üzerine yaklaşık 173 g daha su eklenmelidir. Bu seçenekler arasında geçmiyor.

Şıklarda 50 ve 80 g su seçenekleri verilmiş, bu durumda kesin bir sonuç çıkmıyor veya başka seçenekler olabilir.


Özet

  • 25°C’de X çözeltisi 52 g X ve yaklaşık 173 g su içeriyor.
  • 10°C’ye düşüşte çökelme olmaması için su miktarının yaklaşık 347 g olması gerekiyor.
  • Buna göre yaklaşık 174 g su eklenmelidir.

Şıklarda belirtilenlerin bu yakınında olmadığı için daha fazla bilgi veya şık gerekebilir.


Sonraki Adımlar

Böyle sorular için doğru çözünürlük ve madde-su kütle ilişkisini anlatan örnek sorular ister misiniz? Ya da çözümlü benzer sorular sunabilirim.

@Eda_Tunc

Saf X Maddesinin Çökelme Olmadan Soğutulması İçin Gerekli Su Miktarı

• Çözelti 25 °C’de doygun: X’in çözünürlüğü 30 g/100 g su.
• 52 g X içermek için başlangıçta 173,3 g su gerekiyor.
• 10 °C’de çözünürlük 10 g/100 g su → 52 g X’in çözünmesi için en az 520 g su şart.

Cevap: Çökelme olmaması için en az 347 g (≈350 g) su eklenmelidir.

İçindekiler

  1. Derinlemesine Açıklama
  2. Özet Tablosu
  3. SSS (Sıkça Sorulan Sorular)

Derinlemesine Açıklama

25 °C’de X’in çözünürlüğü 30 g/100 g su demektir.

  • 52 g X’in tamamı çözünmüş doygun çözeltideki su miktarı:
    \frac{52}{30}\times100=173{,}3\text{ g}.
  • Çözelti 10 °C’ye soğutulduğunda yeni çözünürlük 10 g/100 g su olur.
  • 52 g X’in hiç çökelmeden kalması için ihtiyaç duyulan toplam su:
    \frac{52}{10}\times100=520\text{ g}.
  • Eklenmesi gereken su:
    520 - 173{,}3 = 346{,}7\approx347\text{ g}.

Özet Tablosu

Sıcaklık (°C) Çözünürlük (g/100 g su) Gerekli Toplam Su (g)
25 30 173,3
10 10 520

Ek su = 520 g – 173,3 g = 346,7 g ≈ 347 g

SSS (Sıkça Sorulan Sorular)

  1. Çözünürlük nedir ve nasıl tanımlanır?
  2. Sıcaklık artışı neden genellikle çözünebilirliği artırır?
  3. Soğutma sırasında neden su eklemek gerekir?
  4. Doygun çözelti kavramı nedir?

Benzer termodinamik problemleri içeren alıştırma soruları ister misiniz? @Eda_Tunc