Çözünürlük Nedir, Nelere Bağlıdır? Fizikte Çözünürlük Nasıl Hesaplanır?

Fizikte çözünürlük, madde ve özellikleri konu başlığı içerisinde ele alınır. Bu başlıkta, öncelikle çözünürlük tanımı yapılır, ardında da çözünürlüğe etkisi olan faktörler sıralanır.

Çözünürlük Nedir?

Çözünürlük, çözelti içerisine atılan ve çözünen olarak nitelendirilen maddeni; bu karışım içerisindeki konsantrasyonunu ifade eden bir terimdir. Çözünürlükten bahsedilebilmesi için iki ya da daha fazla maddenin homojen biçimde karışması gerekir. Buna göre, çaya şeker atılması çözünürlüğün açıklanabileceği bir örnektir.

Maddenin katı, sıvı veya gaz halinde olması durumunda çözünürlük dereceleri de farklı olur. Katılar için aynı fiziksel ortamdaki tuz ve kalsiyum karbonatın eşit miktardaki su içerisindeki çözünürlüklerinin farklı olması, bu duruma bir örnektir. Sıvılar için de benzer bir durumdan bahsedilebilir. Buna göre, etil alkolün su içerisindeki çözünürlüğü, zeytinyağına oranla daha yüksektir. Zaten, suyla karıştırılan zeytinyağının çözelti içerisinde homojen şekilde dağılmadığı de gözle görülebilen bir durumdur.

Gazların çözünürlüğü, maddenin katı ve sıvı haline kıyasla daha az bilinen bir konudur. Çünkü gaz katı ve sıvı maddeler gibi somut bir biçimde görülmez. Oysa suda yaşayan canlıların yaşamda kalması için oksijene ihtiyacı olması bu gazların da çözünürlüğe sahip olduğunun bir kanıtıdır. Suda yaşayan canlılar, su içerisinde çözünmüş olarak gezen oksijen molekülleri sayesinde yaşamaya devam etmektedir.

Çözünürlük Nelere Bağlıdır?

Çözünürlüğe etki eden başlıca faktörler; çözelti içerisindeki maddelerin türü, sıcaklık ve basınç olarak sıralanmaktadır. Çözelti içerisinde yer alan temel bileşenler çözücü ve çözünen şeklindedir. Bu kapsamda, farklı çözünenler yine farklı çözücüler içerisinde çözünürler. Sofra tuzunun suda çözünmesi ancak naftalinin bu çözeltide çözünmemesi buna verilebilecek bir örnektir.

Katı ve gaz durumundaki maddelerin çözünürlüğü sıcaklıktan doğrudan etkilenmektedir. Bu bağlamda, katı maddelerin çözünürlüğü sıcaklıkla doğru orantılı olarak artmaktadır. Buna tam ters olaraksa gaz haldeki maddelerin çözünürlüğü sıcaklık artıkça azalmaktadır.

Basınç, çözünürlük konusunda çözelti maddelerinin türü ve sıcaklığa göre daha az etkiye sahiptir. Katı maddeler basınç konusundan ihmal edilebilecek kadar küçük bir düzeyde etkilenir. Gazlar ise katılardan farklı olarak basınç miktarına bağlı olarak çözünürlüklerini değiştirmektedir.

Fizikte Çözünürlük Nasıl Hesaplanır?

Fizikte çözünürlük konusu işlenirken, çözünen ve çözelti olmak üzere iki farklı değişkenden yararlanılır. Buna göre, çözünürlük hesaplanırken; çözünenin kütlesi, 100 grama bölünür. Bölme işlemenin pay ve paydasında kullanılan birimler gram şeklindedir. İlgili formülde ifade edilen çözünürlüğün anlamıysa; belirli bir tutamdaki özgen içerisinde çözünebilen nicelik şeklindedir.

Fizikte çözünürlük konusu işlenirken; doymuş, doymamış ve aşırı doymuş çözelti ifadeleri de kullanılır. Bu bağlamda doymuş çözelti, bilinen sıcaklık ve basınç altında çözebileceği maksimum çözüneni içeren karışımdır. Doymuş çözeltilerde çözünme ve çökelme hızları birbirine eşit kabul edilir. Doymamış çözelti içerisindeyse henüz maksimum çözünenden daha az madde bulunmaktadır. Bu durumda doygun çözelti olana kadar karışıma çözünen ilave edilmesi mümkündür.

Aşırı doymuş çözelti, adından da anlaşılacağı üzere doyma noktasını aşmış çözeltidir. Bu noktada karışım içerisinde doygunluk miktarından daha fazla çözünen yer almaktadır. Aşırı doymuş çözelti, kararsız yapıda olmasıyla tanınır. Fizikte; doymuş, doymamış ve aşırı doymuş çözelti terimlerine ilave olarak seyreltik ve derişik çözelti ifadeleri de kullanılmaktadır. Seyreltik çözeltide birim hacim içinde nispeten daha az çözünen yer alırken, derişik çözeltide durum tam tersidir.