Derişim (Konsantrasyon)

Derişim (Konsantrasyon) Nedir?

Derişim, farklı şekillerde ifade edilebilen kimya konu başlıklarından biridir. Sistem genel ve kısa tanım olarak; bir çözelti içerisinde çözünmüş halde bulunan madde miktarı şeklinde yorumlanmaktadır. Çözeltilerin çözelti içerisinde homojen şekilde dağılmış olmaları halinde gözle görülmeleri ya da fark edilmeleri her daim mümkün olmamaktadır. Bunun için belli başlı işlemlerin yapılması gerekmektedir.

Farklı kaynaklarda yer alan ve oldukça önem derecesi yüksek kabul edilen bir diğer derişim tanımı; bir litre çözelti içerisinde yer alan çözülmüş maddelerin mol sayılarıdır. Çözeltilerde yer alan mol sayıları kimyada “M” sembolü ile ifade edilmektedir. Pek çok kaynak daha bilimsel olması nedeni ile ikinci tanımı kullanmayı tercih etmektedir. Ancak verilen iki tanım da doğru olduğu için kullanımlarında herhangi bir problem bulunmamaktadır.

Derişim Çeşitleri

Derişim çeşitleri pek çok farklı konu başlığı altında detaylı şekilde incelenebilmektedir. Genel kapsamda derişimlerin üç temel alanda incelenmesi mümkün olmaktadır. Bu bağlamda;

• Katı – Sıvı Çözeltileri
• Sıvı – Sıvı Çözeltileri
• Katı – Katı Çözeltileri incelenmektedir.

Çözeltileri konusu içerisinde çeşitler; çözücü ve çözünen maddelerin fiziksel hallerine göre de ortaya çıkmaktadır. Bu tip çözeltiler kendi içerisinde başlıklara ve alt başlıklara ayrılmaktadır.

Çözücüsü katı olan çözeltililer ilk ana başlık olarak kendini göstermektedir. Bu başlık; katı – katı ve katı – gaz çözeltilerine ev sahipliği yapmaktadır. Katı – katı çözeltilerde katı bir maddenin içerisinde farklı ve başka olan başka bir katı madde homojen olarak çözebilmektedir. Katı – gaz çözeltilerde ise herhangi bir gaz, katı bir maddenin içerisinde çözülebilmektedir.

Çözücüsü gaz olan çözeltiler; gaz – sıvı ve gaz – gaz şeklindedir. Gaz – sıvı şeklinde ortaya çıkan çözeltilerde bir gaz, sıvı bir maddenin içerisinde tamamen çözünmektedir. Gaz – gaz şeklinde ortaya çıkan karışımlarda minimum iki gazın birbirine karışma şartı bulunmaktadır. Tüm gazların birbirleri ile homojen şeklide etkileşim kurabilmeleri bu çözünüm şeklinin kolay şekilde anlaşılabilmesini sağlamaktadır.

Çözücü ve çözünenlerin fiziksel hallerine göre gruplanan çözeltilerde son başlık; çözücüsü su olan çözeltilerden oluşmaktadır. Çözücüsü su olan çözeltilerde; sıvı – sıvı ve katı – sıvı çözeltiler yer almaktadır. Sıvı – sıvı çözeltiler bir sıvının başka bir şekilde çözünmesi neticesinde ortaya çıkmaktadır. Çözünmede homojenlik esas olduğu için bu kapsamda su ve zeytinyağı gibi iki sıvı örnek olarak verilememektedir. Su ve kolonya ikilisi ise doğru bir örnek oluşturmaktadır. Katı – sıvı çözeltiler en çok karşılaşılan çözelti türlerindendir. Bu tip çözeltiler bir katının sıvı içerisinde çözünmesi sonrasında meydana gelmektedir. Şekerli su ya da şekerli çay gibi örnekler katı – sıvı çözeltiler arasında yer almaktadır.

Konsantrasyon ve çözeltiler kapsamında çeşitler çözeltilerin doymuşluk oranına göre de kendilerini göstermektedir. Bu başlık içerisinde derişim ve seyreltik çözeltiler yer almaktadır. Derişim çözelti; içerisinde çözünen oranı çok fazla olan çözelti örnekleridir. Bu tip örneklerde çözünen maddeler çözelti içerisinde gözle görülebilmektedir. Seyreltik çözeltiler ise derişik çözeltilerin tam tersini oluşturmaktadır. Seyreltik çözelti içerisinde çözünen, çözücüye göre oldukça az miktarda yer almaktadır.

Derişim çeşitlerinde son maddeler çözeltilerin içerdikleri madde miktarlarına göre isimlendirilmektedir. Bu tip çözeltilerde ise üç başlık yer almaktadır. Çözeltiler içerdikleri madde miktarına göre; aşırı doymuş, doymamış ve doymuş çözelti olarak isimlendirilmektedir. Aşırı doymuş çözeltilerde çözeltiler, çözebileceklerinden daha fazla çözünen madde içermektedir. Bu tip çözeltilerde çözünen maddelerin bir kısmı karışımın dip kısmında açık bir şekilde görülebilmektedir. Aradan zaman geçmesi ya da belli sıcaklıkların değişimi çözeltilerin oranlarında değişim yaratabilmektedir. Bu nedenden ötürü sıcaklıklar sabit olarak düşünülmektedir.

Doymamış çözeltilerde karışımlar içerisinde çözülebilecek madde oranından daha az madde yer almaktadır. Çözelti çeşitlerinden sonuncusu olan doymuş çözelti ise ideal olanıdır. Çünkü bu çözeltiler çözebilecekleri maksimum derecede maddeyi içerisinde çözmüş olmaktadır. Karışımların içerisinde eksik ya da fazla ürün bulunmamaktadır.

Derişim Hesaplama

Derişim, hesaplanmasında genel ve özel farklı formüller bulunmaktadır. Derişim nasıl hesaplanır, sorusu için verilen genel formül ise
C = m(çözünen) / V(çözelti) şeklindedir.

Harf olarak verilen terimlerin anlamlarının bilinmesi soruların çözülmesinde ya da formülün daha anlaşılabilir hale gelmesinde oldukça önemlidir. “C”, çözeltideki derişimi ifade etmektedir. “m(çözünen)” çözünen maddenin miktarı demektir. “V(çözelti)” ise çözünen madde ve çözücü madde miktarlarının toplamını ifade etmektedir.

Derişim hesaplamaları konusunda detaylara girilmesi formüllerin de değişim göstermesine neden olmaktadır. Derişim hesaplamalarında üç farklı sistem ya da konu başlığı ne çıkmaktadır. Bu bağlamda oluşan konu başlıklarında ya da sorularda hacim, mol ve kütle değişimleri formüllerin değişim göstermesinin temel nedenidir.

Kütle Bazındaki Değişimlerde Derişim Hesaplaması
Kütlece yüzdeolarak da bilinen bu sistem katı – katı karışımlar için kullanılmaktadır. Genellikle 100 gr olarak belirtilen karışımlarda çözünenin kütlesi, kütlece % şeklinde tanımlanmaktadır. Bu alanda gösterimler ise (m/m)% olarak yapılmaktadır.

Gösterimi “M” ile yapılan Molalite ise, sıcaklıktan bağımsız olmasına karşın mol kesti ile orantılı olan konsantrasyon sistemlerinden biridir. Derişimlerde Molalite hesaplanabilmesi için; m=mol/kg formülü kullanılmaktadır. Formülde bulunan “m” Molalite, “mol” çözünen miktarı, “kg” ise çözücünün kütlesi anlamına gelmektedir.

Hacim Bazındaki Değişimlerde Derişim Hesaplaması
Hacim bazındaki değişimler için derişim hesaplamalarında molarite kavramı bilinmesi gereken ilk ögedir. Molarite, bir litre çözeltide bulunan ve tamamı çözünmüş olan mol sayısı anlamına gelmektedir. Çözeltilerde bulunan molarite sayısının hesaplanmasında kullanılan genel formül; M=mol/L=n/V şeklindedir. Formülde bulunan kısaltmalar ise; “M” molarite, “mol” çözünen madde miktarı”, “L” çözelti hacmi şeklinde açılanmaktadır.

Hacim bazındaki değişimlerde önemli rol oynayan başlıklardan biri olan normalitetanım ve formül olarak bilinmesi gereken değerlerden biridir. Normalite, çözeltinin 1ml’sinde yer alan çözünen maddelerin mili eş değer olan dram sayısıdır. Normalite hesaplamaları için kullanılan formül ya da bağıntı; N= (m/eşdeğer gram sayısı) / V şeklindedir. Sorularda ya da ihtiyaç duyulan anlardan eş değer gram sayısının da bulunması gerekebilmektedir. Bu tip durumlarda kullanılması gerekken formül; eş değer gram sayısı = molekül ağırlığı / tesir değerliliği olacaktır.

Molarite ve Normalite aralarında belli bir bağıntı olan iki derişim sistemidir. Pek çok soruda bu bağıntı üzerinden de işlemler yapılabilmektedir. Bağıntıya bağlı olarak soru çözümleri için N = MxTD denkleminin kullanılması gerekmektedir. Denklemde ya da formülde bulunan “TD” tesir değeri olarak tanımlanmaktadır. Tesir değerleri ise asitlerin, bazların ya da gazların ortama verdikleri iyon ya da elektron sayılarına verilen bir isimdir.

Derişimler ile Çözelti Nasıl Hazırlanır?

Çözelti hazırlamak ya da derişim oranlarının bulunması kimyanın en merak edilen alanlarından biridir. İki sistemde de dikkat en önemli alanlardan biridir. Çünkü soru çözümlerinde formül ya da işlem hataları istenen sonuçlara ulaşılmamasına neden olmaktadır aynı şekilde derişimler ile çözelti hazırlanması aşamasında da dikkatsizlikler neticesinde çözeltiler arasındaki uyum ve oranın tutturulması mümkün olmamaktadır. Bu bağlamda dikkat edilmesi ve atlanmaması gereken belli adımlar bulunmaktadır.

Çözelti oluşumu sırasında ön hazırlıkların iyi bir şekilde yapılması gerekmektedir. Farklı derişimler ile çözelti hazırlanabilmesi için bazen maddelerin aralıksız şekilde karıştırılması gerekebilmektedir. Bu da çözelti balında durmayı gerekli kılmaktadır. Böylelikle yapılan ön hazırlıklar ve maddelerin öncesinden tartılmış olması, bireylerin büyük oranda işlerine yaramaktadır. Çözelti yapımına başlanmadan önce hassas bir tartı edinilmesi gerekmektedir. Ardından çözelti içinde çözünecek olan ya da çözünmesi istenen katı madde, edinilmiş olan hassas tartı yardımı ile tartılmalıdır. Laboratuvarda hazırlanan çözeltilerde tartı işlemlerinden sonra maddenin balon şeklindeki joje yardımı ile bekletilmesi gerekmektedir. Deneylerin evde gerçekleşmesi halinde çözeltiye konulmak istenen maddeye göre kullanılmayan cam bir bardaktan da yardım alınması mümkündür. Bardakların normal olanlara göre daha büyük olması önerilmektedir.

Derişim çözeltileri için sonraki adım katı madde ve sıvı maddeyi bir araya getirmekten oluşmaktadır. Bu aşamada daha dikkatli olunması gerekmektedir. Farklı karışımlar birbirileri ile tepkimeye girebilmektedir. Ancak tuz – su gibi temel karışımlardan çözeltilerin hazırlanmasında herhangi bir tehlike bulunmamaktadır. Çözelti hazırlanmasında sıvı olan madde katı olan maddenin üzerine yavaş bir şekilde dökülmelidir. Laboratuvar ortamında hazırlanan çözeltilerde, çözeltilerin karıştırılması, jojelerin çalkalanması ile mümkün olabilmektedir. Evde bardak içerisinde hazırlanan çözeltiler için cam bir kaşıktan yardım alınmasında da herhangi bir sakınca bulunmamaktadır. Ancak sulu çözeltilerde katı maddelere saf su eklenmesine özen gösterilmelidir. Karıştırma işlemi katı maddenin sıvı madde içerisinde homojen bit şekilde dağıldığından emin olunana kadar devam etmelidir. Karışımın tamamlanmasından sonra derişim oranlarının hesaplanması mümkün olmaktadır.

KONSANTRASYON

(fr. concentration).
1. Bir çözeltinin, bir karışımın, bir besinin, bileşimindeki suyu kaybederek daha yoğun bir kıvama gelmesi; derişme.
2. Dikkati bir noktada toplama, yoğunlaşma: Konsantrasyon göçtüğü çekmek.

—Ikt. MERKEZİLEŞME’nin eşanlamlısı.

—Nük. müh. DERİŞİM'in eşanlamlısı.