Çözücü Olarak Su

Çözücü Olarak Su


Su hem doğada ve hem de laboratuarda çok bilinen bir çözücüdür. Buna rağmen birçok maddeleri hiç çözemediğinden üniversal bir çözücü olmaktan çok uzaktır. Çözünürlüğe tesir eden çeşitli faktörler vardır. Bundan dolayı çözünmeyi tahmin etmek çok güçtür. H2O molekülleri arasında kuvvetli assosyasyon olduğundan tahmini, özelliklede su için tahmini çok daha zordur. Çözelti teşekkül edebilmesi için, su moleküllerinin komşularından ayrılıp çözünenin taneciklerine geometrik olarak yer ayırması gerekir. Bu oldukça güç ve enerji isteyen bir olaydır.



Genel olarak su, moleküller yapıdaki bileşikler için oldukça zayıf bir çözücüdür. Gazolin, oksijen, metan gibi bileşikler suda pratikçe çözünmezler. Bu gibi hallerde su molekülleriyle, molekül yapısındaki tanecikler arasındaki çekim kuvveti o kadar azdır ki açığa çıkan enerji su yapısını bozmaya yetmez. Yine de amonyak, etil alkol gibi suda bir hayli çözünen molekül yapısındaki maddeler vardır. Bu maddeler su moleküllerini suyun yapısını kıracak kadar kuvvetle çekerler. Amonyakta NH3 ün N atomuyla. H2O nün O atomu arasındaki hidrojen bağları meydana gelir. Bu hidrojen bağları, çözünmüş NH3 ün formülünün bazen NH4OH şeklinde yazılmasıyla doğrulanır. Etil alkolün sulu çözeltisinde etil alkolün oksijeniyle suyun oksijeni arasında hidrojen bağı meydana gelir. Sakarozun (C12H22O11) çözünürlüğü, o da etil alkol gibi OH grupları ihtiva ettiğinden büyük ölçüde hidrojen bağları teşekkülünün bir neticesidir.



Çözücüde iyon halinde bulunan maddeler için en iyi çözücü su olmasına rağmen, pek çok bileşiği (iyon) suda pratik olarak çözünmezler. Genel olarak, iyonlarla polar su molekülleri arasındaki çekim (hidratoasyon enerjisi) kuvveti su yapısını kıracak bü­yüklüktedir. Katı içinde, zıt yüklü iyonlar arasında da kuvvetli çekim kuvvetleri vardır. (örgü enerjisi) Bir çözeltinin meydana gelebilmesi için bu kuvvetlerin yenilmesi gerekir. Çözünürlüğün açıklanmasında, bu çekimlerin her ikisinin de dikkate alınması gerekir. Sodyum klorürde iyon - su çekimleri yeter derecede olduğundan, NaCl suda çok çözülür. Baryum sülfatta, iyon su çekimlerim sodyum klorürdeki iyon - su çekimlerinden daha büyük olmasına rağmen yine de BaSO4’ ı çözmek için yeter büyüklükte olmadığından BaSO4 suda çözünmez.



NaCl ile BaSO4 arasında bir karşılaştırma yaparken, sodyum klorürde iyonların tek yüklü, baryum sülfatta ise çift yüklü olduklarını dikkate almak gerekir. Bu iyonun yükü ne kadar büyükse polar su moleküllerinin bir ucunu o kadar kuvvetle çeker. Fakat katı içindeki yüksek yüklerde birbirlerini o kadar çok çekerler. Buna göre, yüksek yük hem çözünmeyi nemde çözünmemeyi teşvik eder. Problem gerçekten çok karışık olduğundan bu hususta tatmin edici bir teori halen geliştirilememiştir. Şurası da bir gerçektir ki hem anyon ve hem de katyon yükü büyük olan tuzların çözünürlüğü azdır. Örneğin, anyon ve katyonu çift yüklü olan BaSO4 ile anyon ve katyonu üç yüklü AlPO4, anyonu ve katyonu tek yüklü olan NaCl den daha az çözünürler. Öte yandan iyonlardan birinin yükü artırılmakla, çözünürlük fazla değişmez. Örneğin, NaCl, BaCl2 ve A1C13 önemli ölçüde çözünürler. Aynı şekilde NaCl, Na2SO4, Na3PO4 da oldukça çok çözünürler.

Yüke ilave olarak, çözünürlüğe tesir eden diğer faktörler vardır. Bunlardan bir tanesi iyon hacmidir(büyüklüğü). Genellikle bir iyon ne kadar küçükse, diğer iyonları ve su moleküllerini o kadar çok çeker. İhmal edilmeyecek bir başka faktörde, bazen gerek katı ve gerekse çözelti halinde, iyonlar arasında var olan spesifik çekim kuvvetleridir. Örneğin, gümüş klorürde Ag+ ile Cl- iyonları arasındaki Van der Waals çekim kuvvetleri sodyum klorürdeki Na+ ve Cl- iyonları arasındaki çekim kuvvetinden daha kuvvetli oldukları için AgCl ün çözünürlüğü NaCl ün çözünürlüğünden daha azdır. Baryum sülfürde (BaS) sülfür iyonu suyla reaksiyona girdiğinden baryum sülfürün çözünürlüğü, BaSO4 ın çözünürlüğünden daha büyüktür