Videonun mp4 versiyonunu indirmek için tıklayınız...
Takip eden içerik özel bir lisans altında sağlanmaktadır.Sizin desteğiniz MIT’nin yüksek kalitede eğitim malzemesi sağlamaya devam etmesini sağlayacaktır. Bir bağışta bulunmak veya MIT’nin yüzlerce açık kurs materyalini görmek için http://ocw.mit.edu sitesini ziyaret ediniz
DERS 22
0.21 bugün ideal veya ideal olmayan veya gerçek karışımlara devam edeceğiz..size bu konuya neden bu kadar önem verdiğimi söyleyeyim çünkü kimyanın ,biyolojinin , damıtma gibi işlemlerin büyük bir kısmı sıvı çözeltiler içinde cereyan eder.. dolayısıyla sıvı karışımlarda cereyan eden kimyasal işlem sayısı çok fazla olduğundan buradaki serbest enerji değişimi ve her türün kimyasal enerjisinin ne olduğu hakkında bilgi sahibi olmak son derece önemlidir..
0.54 ama önce bir önceki dersten iki hususu vurgulamak istiyorum ..bunlardan biri kaldıraç kuralı ile ilgili bir ifade türetmiştik bunu biraz daha açıklığa kavuşturmak istiyorum çünkü bu husus halen kafanızda açıklığa kavuşmamış olabilir ..dolayısıyla buna geri dönmek istiyorum
1.20 elimizde ..
1.32 ..1 ile işaretleyeceğimiz belli bir noktadan başladığımızda ne olacağına bakmıştık …basıncı artırmıştık .. tamamen gaz bölgesindeyiz.. faz diyagramının tamamen gaz bölgesinden başlıyoruz …burası xB ve yB sıvı ve gaz fazındaki mol kesirleri .. bu bizim başlangıç değerimiz ..tamamen gaz bölgesindeyiz sıvı yok dolayısıyla bu yB(1) bu noktada xB yok ..basıncı artıyoruz ve her iki beraberce mevcut olma çizgisinin arasında bir yere geliyoruz ..ve burada hem sıvı ve hem de gaz fazının bileşimini tespit etmek mümkün .. burada sıvı faza bakarsak bu bize xB(2)’yi verir .. bu noktayı da 2 olarak işaretleyelim ..burası basıncı artırdığımızda geldiğimiz 2 noktası başlangıç noktamız ise 1 noktası .. burada da gaz fazı beraberce mevcut olma eğrisine bakarsak buradan yB(2) değerini buluruz .. ve hatırlarsınız sıvı ve gaz fazlarındaki toplam mol sayılarının oranını veren bir ifade türetmiştik.. çünkü buradaki fikir .. diyelimki bu çizgi boyunca basıncı artırıyorsunuz .. tam beraberce mevcut olma eğrisine eriştiğimizde .. her iki fazdaki madde miktarını rahatlıkla görebilirsiniz .. ancak elinizde çok az miktarda sıvı var her şey hemen hemen gaz halinde buraya ilk eriştiğinizde .. daha sonra basıncı biraz daha artırmak suretiyle daha fazla sıvı elde edeyoruz .. tabi basıncı daha da artırırsanız tamamen sıvı bölgesine girersiniz dolayısıyla bu ortada bir yerde durmakta fayda var .. her iki fazdan da uygun bir miktar oluşması için .. burada her fazın bileşimiyle her fazdan ne kadar oluştuğunu bulmak mümkün .. dolayısıyla geçen hafta bulduğumuz sonuç ngaz(2)/nsıvı(2) =gazdaki toplam mol sayısının sıvıdakine oranı =xA(2)-yA(1)/yA(1)-xA(2) idi ve burada bazı düzenlemeler yapmak suretiyle .. biliyorsunuz bunlar mol kesirleri .. dolayısıyla xA=1- xB ve yA = 1 - yB yazabilirim …bunlarda faydalanarak bu ifadeyi faz diyagramında kullandığım terimler cinsinden yazabilirim .. bu sonucu çıkardığımda artık kaldıraç kuralını kullanabiliriz demiştim bunu biraz daha detaylandırmak istiyorum..burada ngaz(2)/nsıvı(2) toplam gaz moleküllerinin sayısının toplam sıvı moleküllerinin sayısına oranı .. burada bazı düzenlemeler yaparsam yB(1) - xB(2)/ yB(2)- xB(1) olur ..yaptığım yegane şey bu ifadeleri yerine koymak ..bunların yerini değiştirirsem veya bunları -1 ile çarparsam xB(2)- yB(1)/ yB(1)- yB(2) ifadesi ele geçer ..işte isteğim sonuç bu .. çünkü 2 basıncının her iki tarafındaki kısıma bakarsak bu kısım da xB(2)- yB(1) .. ve bu kısım da yB(1)- yB(2) bu da paydadaki terim …işte göstermek istediğimiz hususta bu .. gaz fazının sıvı faza oranı 2 noktasının iki yanındaki bu kısımlarca belirleniyor .. bu şekilde basıncı belli bir noktaya çıkarıp elde edebileceğim madde miktarını bu iki kısmın oranını kullanmak suretiyle faz diyagramından kolayca belirleyebilirim..
6.53 pekala
6.56 şu an kadar yaptığımız şey bu faz diyagramlarını kullanmak onları okuyabilmek bu diyagramlar üzerinde basıncı veya sıcaklığı değiştirmek ve değişimleri yorumlamaktı .. şimdi biraz daha ileriye giderek kimyasal potansiyel ve serbest enerjiler için çıkarılmış ifadelere bakmak istiyorum ..bu şekilde olayı daha niceliksel olarak görebileceğiz…şimdi neler olduğuna bakalım ve ideal sıvı karışımlardaki kimyasal potansiyelleri görelim .. hatırlarsanız eğer herhangi bir bileşen her iki fazda da mevcut ise denge durumunda kimyasal potansiyelleri eşitti..dolayısıyla sıvı fazda ve belli basınç ve sıcaklıktaki mA değeri gaz fazında ve aynı sıcaklık ve pA kısmı basıncındaki mA değerine eşit olmalı …eğer elimizde ideal gaz varsa sıvı karışımın ideal olduğunu farz ettiğime göre üzerindeki gazı da ideal olarak farz etmekte pek sakınca yok ..biliyorsunuz şeklinde idi .. burada gazın kimyasal potansiyeli bir standart kimyasal potansiyel referans alınarak belirleniyordu..bu genellikle 1 bardaki kimyasal potansiyeldi.. sıcaklık tabiî ki sabit .. buda gaz fazında kısmi basınca göre olan değişimdi..şimdide sıvı için bir ifade yazalım ..bunun değeri de olur..bu aynı şey çünkü burada yukarıdaki eşitliği kullandık.. bu zaten bu eşitliği yazdıktan sonra son derece açık bir basamak.. fakat son derece önemli ..çünkü bu tip irdelemeyi çok kolay bir şekilde yapmamızı sağlıyor .. gaz fazındaki kimyasal potansiyeller hakkında epey bilgimiz var .. gaz ile sıvı kimyasal denge halinde olduklarından sıvı fazdaki kimyasal potansiyelleri de biliyoruz demektir ..10.09
10.25 elimizde sadece saf A sıvısı olduğunu farz ederek bunu tekrardan yazabiliriz.. saf A sıvısı için sıvı fazdaki m0 afedersiniz m değeri, üstüne bir yıldız koyalım..eşittir gaz fazındaki m0 değeri + RTln pA /p0.. dolayısıyla karışım için burada bazı terimleri ekleyip çıkaracağız .. mA(sıvı T,p ) bu yukardaki saf sıvı için bu ise karışım için ..dolayısıyla bu gaz fazındaki m0 değeri + RTln pA/p0 - RTln pA*/p0 değerine eşit olur ..şimdi bu terimleri birleştirirsek mA*( sıvı, p,T )+ RTln pA /pA* olur ..pA için Raoult kanununa dayanan bir ifade vardı pA = mol kesri x A çarpı pA*..bu sadece ideal karışım için geçerli ..buna göre sıvı karışımların kimyasal potansiyeli mA(sıvı, t,p)= mA*(sıvı, T,p) ki bu saf sıvının kimyasal potansiyeli , + RTln xA şeklinde verilir.. bu son derece kullanışlı bir ifade olup bu ideal bir karışım da her bileşen için yazılabilir..bu çok kullanışlı bir ifadedir çünkü ideal gaz karışımlarının kimyasal potansiyeline çok benzer…sadece gaz yerine burada sıvı konulmuştur..13.54
14.00 bu mol kesri olduğundan sıfır ile bir arasında değişir dolayısıyla bu terim daima negatif çıkar ..bunun anlamı çözeltideki kimyasal potansiyelin daima saf haldeki kimyasal potansiyelden küçük olduğu ..yazıyla not :aynı sıcaklık ve basınçta çözeltideki kimyasal potansiyel daima saf haldeki kimyasal potansiyelden küçüktür.. bu çok çok önemli bir sonuç .. ilerde göreceğimiz gibi bunun çok çeşitli sonuçları var.... bunlardan bir tanesi osmotik basınç..örneğin elinizde bir canlı hücresi olsun ve bu su dolu bir kaba konulsun ve hücre zarı sadece bir A bileşenini geçirsin .. bu A bileşeni de su olsun.. su serbestçe hücrenin içinden dışına veya dışında içine geçebilsin.. bir tarafta sadece saf su var diğer tarafta tuzlu çözelti içinde hücrede ne varsa ….bu durumda su nasıl davranır?..ne olur?..bilen varmı?..taze bir hücre aldım ve bunu saf su içine koydum ..ne beklersiniz? ..evet.. hücre patlar ..su içeriye hücum eder …çünkü içerdeki kimyasal potansiyel daha düşük .. içerinin kimyasal potansiyeli dışarınınkinden küçük ..dolayısıyla su içeri girerek hücreyi şişirir .. eğer zar dayanıklıysa hücre patlamaz ve içerdeki basınç artmaya başlar dediğimiz gibi zar patlamayacak kadar dayanıklı..tabi hücreye olan su girişi sonsuza kadar sürmez çünkü iki taraf aynı basınç ve sıcaklıkta olmaz özellikle basınç büyük oranda değişir ..dolayısıyla içerde yüksek bir basınç oluşur ki buna “osmotik basınç” adı verilir..bu aynı basınç altında hücre içindeki suyun kimyasal potansiyelinin dışarıdan daha düşük olmasından kaynaklanır .. dolayısıyla su içeri hücum eder ve belli bir noktada basınçtaki değişimden dolayı kimyasal potansiyeller birbirine eşit olur …ve bu noktada denge tesis edilmiş olur ..
17.00 bu hususu niceliksel olarak sonra inceleyeceğiz..
17.05 dikkati çeken bir başka noktada bu ifadenin gaz karışımları için olan ifadeden bize aşina olduğu.. gaz karışımlarının altındaki itici güç nedir ? hatırlarsanız gazların karışmasını incelerken bunların anında karıştığını görmüştük buna ne sebep oluyordu ?.. entropi dimi?..burada da olan şey bu .. ideal çözeltilerde moleküller arasında enerjetik bir etkileşim yok.. . moleküller birbirlerini etkilemiyorlar .. tabi karışmayı sağlayan faktör yine entropi..tabi bunun sonucunda kimyasal potansiyel azalmakta ..
17.50 bu hususu karışmanı serbest enerji değişimini hesaplarken daha detaylı bir şekilde göreceğiz ..DG karışmayı hesaplayalım..işe birbirinde ayrılmış olan iki tane sıvıyla başlayalım..ve daha sonra aradaki bariyeri kaldıralım ..bu durumda iki sıvı birbiri ile karışır ..dolayısıyla her iki durumdaki serbest enerji mol sayısı çarpı kimyasal potansiyel şeklinde olur ..bunun için uygun ifadeler var ..buna göre karışmadan önce şeklinde verilir..
19.09 burada karışmadan sonraki G2(sıvı) değeri ..bir dakika bunlar sadece n olacak notlarda da düzeltin bu sadece mol sayısı çarpı kimyasal potansiyel..
Dolayısıyla bu da şeklinde verilir …ama biraz evvel A ve B’nin ideal çözeltilerdeki kimyasal potansiyellerini bulmuştuk ..dolayısıyla bu nxA.. ki ilgili ifade bu.. dolayısıyla gerekli düzenlemeleri yaparsak ifade şeklini alır . kısaca DGkarışma değeri bu ikisinin farkı olur…dolayısıyla çıkar ..bunu daha önce nerde görmüştük? ..bu ideal gazların karışması için olan ifade ile aynı dimi? ..nedenmi böyle çünkü her iki faz içinde moleküller arasındaki etkileşimleri göz ardı ettik ..eğer moleküller birbirleriyle etkileşmiyorlarsa tek faktör entropidir.. ve entropi terimi her iki faz için de aynı şekildedir …mikroskopik açıdan karışımda saf hale nazaran daha fazla düzensizlik vardır .. aynı şey gaz fazı içinde geçerlidir ..21.37
21.43 yazıyla tamamen entropik …
21.45 pekala..
21.29 bunu daha detaylı görebiliriz.. hatırlarsanız G=Vdp-SdT idi…dolayısıyla karışma entropisini son derece detaylı bir şekilde hesaplayabiliriz .. DSkarışma DG’nin T sabitken sıcaklığa olan kısmi türevine eşitti..dolayısıyla bu seklinde bulunur ..işte bu bizim karışma entropimiz..
22.37 karışma entalpisini de hesaplamamız mümkün .. idi .. ancak buradan da açıkça görüldüğü gibi DS’i T ile çarparsak bu iki terim birbirini götürür…dolayısıyla bir karışma entalpisi yok aynen beklediğimiz gibi ..çünkü hiçbir enerji terimi işe karışmıyordu karışmanın altındaki yegane faktör entropi idi..
23.06 son bir detay daha var ..burada hiçbir hacim değişikliği olmadığını da görmek öyle zor değil.. idi....tabi DGkarışma’nın basınca önemli bir bağlılığı yok ..dolayısıyla bu da sıfır ..sıvı karışımlarda da moleküller belli bir hacma sahip olup basınçla kolay kolay değişmezler ..23.42
23.47 herhangi bir sorunuz varmı ?
24.00 pekala .. şimdi de ideal olmayan çözeltilere geçelim ..24.04
24.28 bu arada şu osmotik basınç konusuna tekrar geri dönersek bu olayda da herhangi bir enerjiye ihtiyaç yok ..sadece entropi terimi bir hücreyi patlatmaya veya içindeki basıncı artırmaya yeter ..başka bir deyişle elinizde bunun gibi bir durum varsa .. burada A sıvısı var arada sadece A’yi geçiren bir zar mevcut olsun ve öbür tarafta da A + B karışımı var..dolayısıyla mA* >mA.. çünkü biz saf maddenin kimyasal potansiyelinin daima karışımın kimyasal potansiyelinden büyük olduğunu biliyoruz ..burada olacak şey buradaki aa affederseniz buradaki A bu tarafa hücum edecektir ..bu yarı geçirgen zardan geçerek .. bu zar A’ya geçirgen B’ye değildi..bu çok genel bir durum .. biliyorsunuz canlı hücresinin zarından su rahatlıkla geçerken hücre içindeki diğer bileşenler geçemez ..dolayısıyla A yarı geçirgen zar diye nitelendireceğimiz bu engelden kolayca geçecektir .. dolayısıyla bunun sonunda ya zar patlayacak veya bunun gibi esneyecektir ..tabi burada ek bir basınç oluşur ..ve mol kesirleri de başlangıç halinden farklı olur ..
26.28 .. pekala..artık ideal olmayan çözeltilere geri dönebiliriz ..26.31
26.50 bunun nasıl olduğunu göstermek için bir an mikroskopik olarak düşünelim ...normal olarak sıvı molekülleri arasında daima etkileşim vardır ..sıvı faz yoğun faz olup moleküller birbirine çok yakın olarak konumlanmıştır ..bu gaz fazından çok daha farklı bir durumdur .. gaz fazında moleküller birbirinden çok uzakta olduğundan aralarında bir etkileşim yoktur demek gayet mantıklıdır ve dolayısıyla ideal gaz kanunu gayet iyi bir yaklaşımdır..sıvı fazda etkileşim olmaması durumu hemen hemen söz konusu değildir ..yazıyla ideal olmayan sıvılar …
27.42 bunu şekil üzerinde gösterelim.. elimizde bir seri A molekülü olsun ..aralarında büyük etkileşim olsun ..dolayısıyla bir etkileşim enerjisi söz konusu .. buna UAA diyelim .. iki tane A molekülü arasında olduğundan ..bir çok durum için bu sıfırdan küçük ..bunun anlamı aralarında zayıf bir çekim olacağıdır ..aynı durum B molekülleri arasında da söz konusu enerji de UBB..bu sıvıların ayrı olması durumundaki hal …yani bunlar ayrı kaplar içinde ve kendi aralarında bir etkileşim enerjisi var ..bunlar saf ve ayrı sıvılar ..şimdi bu iki kap arasındaki bariyeri kaldıralım ve iki sıvı kendi aralarında olduğu kadar birbiri ile de etkileşsin .. birden ortaya yeni bir etkileşim enerjisi UAB ortaya çıkıyor ..29.15
29.31 yazıyla karışım…
29.32 moleküllerin arasında bu tip etkileşimlerin olacağını farzedelim..dolayısıyla bir molekül hem kendi türlerinden hemde farklı türlerden olan komşuları ile etkileşim içine girer..temel olarak benzer etkileşimler benzer olmayan etkileşimlerle yer değiştirir ..
30.01 dolayısıyla bir enerji değişimi söz konusu olup bu şekilde de görüldüğü üzere DU=2UAB –(UAA+UBB) olur ..30.21
30.23 gerçek sıvı karışımlar epey karmaşıktır .. basit ve yönlenmemiş etkileşimlere sahip sıvılarda örneğin aralarında van der waals etkileşimleri olan organik sıvılarda bu gayet mantıklı bir başlangıç noktası olabilir ..genel olarak ideal sıvı karışımlardan ufak miktarda sapan durumlarla uğraşıyorsak bu tip model ile işe başlayabiliriz ..bu fark gerçek sıvı karışımların ideal gaz karışımlardan ne kadar saptığının bir ölçütüdür ..tabi her zaman bundan daha karmaşık ifadeler yazmak mümkün..
31.14 pekala şimdi de olasılıkların ne olduğunu düşünelim ..temel olarak iki olarak iki olasılık var .. işaretin – veya + olması ..bunun + olması bir karışma enerjisi olması .. ideal durumun aksine bu sıfır değilse ki oradaki yegane itici güç entropi değildi .. şimdi artık bir karışma enerjisi söz konusu …bu pozitif veya negatif olabilir ..eğer pozitif ise enerjetik olarak konuşursak karışma istenen bir durum değil ..başka bir deyişle benzer moleküller arasındaki etkileşim benzer olmayan moleküller arasındaki etkileşimden daha uygundur ..32.02
32.11 DU’da pozitif sapma söz konusu ise DU >0 ise ..burada DHkarışma değeri DUkarışma değerine yakındır ..burada DpV büyük değil .. bu durumda DG karışma=n/4 çünkü burada dört tane tür var x DU başka bir deyişle bunu moleküler DU ile çarpıyoruz .. bu değer bu dört molekülden kaynaklanan enerji değişimi ..yani dört molekül çiftinden kaynaklanan ..artı diğer terim yani daha önce gördüğümüz entropi terimi nRT(xAlnxA + xBlnxB) .. bunun pozitif olduğu durumu incelediğimizden bu değer ideal durumdakinden daha büyük olur ..tabi bu her durum için birçok durum söz konusudur ancak en yaygın olan durum budur ..en genel örneklerden biri aseton ve karbon di sulfit karışımıdır ..bu durumu alıp faz diyagramının neye benzeyeceğine bakarsak aşağıdaki gibi olduğu görülür ..34.14
34.39 pekala .. ideal durumla başlayalım .. B daha uçucu bileşen olsun yani CS2 ..burası pB* olsun..aşağıda bir yerde pA* yani Paseton* var ..alt eksen CS2’nin mol kesri yani xB ..işe ideal durumla başlayalım..kusura bakmayın bu yeterince dik değil…bu daha iyi ..35.36
35.45 şimdi de gerçek karışımda ne olacağına bakalım ..pozitif sapma olduğuna göre olacak olan şey .. karışmanın istenen bir durum olmaması .. moleküller artık çözeltide olmaktan pek mutlu değiller ..bunun anlamı ideal duruma nazaran moleküller burada gaz fazına geçmeye çok daha meyilli ..bu karışımda olmak istemiyorlar .. hiçbir etkileşimin olmadığı ideal durumla karşılaştırınca ..benzer olmayan moleküller arasındaki etkileşim istenen bir şey değil..bu durumda basınç daha yüksek değerlere çıkar ..ve hem toplam basınçta ve hemde kısmi basınçlarda pozitif sapma olur…36.43
36.54 bu toplam basınç ..pA +pB..ideal durumda bu bir düz çizgi …ideal olmayan durumda ise düz çizgiden daha büyük ..daha fazla madde gaz fazına geçmek istiyor .. bu her bileşen için geçerli ..bu pA bu da pB …37.23
37.28 bir sorunuz varmı ?
37.33 dolayısıyla buraya bakınca açıkça görüldüğü üzere buradaki her yerde basınç ideal durumdakinden daha büyük …tabi toplam basınçta ..dolayısıyla CS2’nin kısmi basıncını ararsam bu ideal bir durum olmadığından ne olduğunu bulamam ..başka bir deyişle bu durumda bu faz diyagramını kullanmak suretiyle her hangi bir mol kesri için basınçları hesaplamak mümkün değildir ..ama bildiğim bir şey var bunun ideal çözelti durumundakinden daha büyük olacağı …dolayısıyla p CS2 >xCS2p*CS2…bu saf CS2 üzerindeki basınç..aynı şey aseton içinde geçerli .. p Aseton >x Aseton p* Aseton …her iki kısmi basınç ideal durumdakinden büyük olduğuna göre toplam basınçta ideal durumdakinden büyük olur ..bunu diyagramdan da direkt olarak okuyabilirsiniz …başka bir deyişle ideal olmayan durumdaki toplam basınç ideal durumdakinden daha büyüktür ..38.50
38.55 bir sorunuz varmı?
39.10 pekala.. tabi bunun tam zıttı olan bir durum da var .. kısaca ona da bakalım ..
39.21 hatırlarsanız pozitif sapmalar.. tekrar bu kısmı getirelim.. benzer olmayan moleküller arasındaki etkileşimlerin benzer moleküller arasındaki etkileşimler kadar uygun olmamasından kaynaklanıyordu ..yani benzer olmayan moleküller arasındaki çekim kuvvetleri zayıf itme kuvvetleri kuvvetliydi..ancak burada ki durumda benzer olmayan moleküller arasındaki çekim kuvvetleri itme kuvvetlerinden daha baskın olup benzer moleküller arasındaki etkileşimlerden daha yüksek ..bu durumda zıt bir sonuç ortaya çıkar ..dolayısıyla negatif sapmalar söz konusu olur ..başka bir deyişle DU<0.. buna çok örnek var.. ama notlarımda olan bir tanesi aseton kloroform karışımı ..dolayısıyla carbon di sulfur yerine CHCl3 koyuyoruz ..bu sistem son derece uygun bir örnek çünkü burada benzer olmayan türler arasında zayıf hidrojen bağları varken benzer türler arasında yok..olan şey şu elimizde bu şekilde olan aseton var birde kloroform ve bunlar arasında hidrojen bağları oluşmuş dolayısıyla bunlar arasında çekim kuvvetleri etkin ..bu bağlar benzer moleküller arasında da söz konusu değil..dolayısıyla her iki saf durumla da karşılaştırıldığında bu iki molekül arasında kuvvetli çekim kuvvetleri etkin.. tabi burada tam ters bir sonuç çıkıyor ..bunları birbirine eklediğinizde hiçbir etkileşimin olmadığı ideal duruma nazaran bu moleküllerin bir arada olma istekleri çok daha fazla ..bunlar bu hidrojen bağları sayesinde bir arada kalıyorlar ..peki bu durumda çözeltinin üzerindeki basınç ne olur ?..artık gaz fazına geçmek istemezler ..tam tersine gaz fazında olan maddeler yoğunlaşmak isterler çünkü sıvı fazdaki etkileşimler çok daha uygun.. dolayısıyla olacak şey de bu ..yani daha önce çizdiğimizin tam aksi bir sapma olur..41.55
42.03 bu pPCCl3* .. bu çizgi yanlış olmuş kusura bakmayın.. gerçeği bu şekilde ..bu da aseton için olan p* değeri ..x ekseni de kloroformun mol kesri olsun.. burada sapma zıt yönde olacaktır ve hem toplam basınç hem de buhar basınçları düşecektir .. aynen bu şekilde ..dolayısıyla p toplam (gerçek durum)<p toplam(ideal durum) olur ..birbirine benzemeyen moleküller arasında çekim kuvvetleri etkinse..
43.17 Sorunuz varmı?..
43.21..pekala ..genel olarak bu tüm faz diyagramını açıklamak için son derece karmaşıktır..etkileşimler karmaşıktır ..çoğu zaman moleküllerden birden fazla komşusuyla etkileşir..dolayısıyla elimizde basınçların mol kesri ile değişimini veren basit bir analitik ifade yoktur .. hatırlarsanız ideal çözeltiler için bu değişimler doğrusal idi ve dolayısıyla da çok kolay idi ..tüm bu ifadeler eşitlik şeklindeydi ve her şeyi bilebiliyorduk.. ama şimdi bilemiyoruz…ancak yinede çok seyreltik çözeltilerin olduğu sınır durumlarını inceleyerek bazı sonuçlar çıkarabiliriz.. bu durumda ne olabileceğini tahmin edebilirsiniz ..diyelim ki A ile B’yi karıştırdık ..bunlardan biri bayağı seyreltik konsantrasyonlarda olsun..diğeri örneğin B sadece kendi moleküllerini görecek A’nın mevcudiyetini fark etmeyecek bile ..onlar için çözelti hemen hemen ideal..kendilerini ideal çözelti olarak farz edecekler..yani bir karışma entropisi değişimi var ..ama hemen hiçbiri benzer olmayan moleküllerden gelen bir etkileşimi fark etmiyorlar..seyreltik moleküllerde uygun bir değişim var.. artık Raoult kanununu kullanamazsınız .. ancak en azından seyreltik çözeltilerde eğrinin eğimine bakıp bir şeyler söyleyebiliriz çünkü burada değişim belli bir süre doğrusal dolayısıyla değişimi anlamak, hesaplamak ve listelemek gayet kolay … şimdi bunun nasıl olduğuna bakalım ..45.22
45.43 pekala .. bu sınırın bir ismi var buna “ideal seyreltik çözelti” denir .. bunu ideal çözeltiler ile karıştırmayın çünkü ideal çözeltilerde her iki bileşen de Raoult yasasına uyar …İDEAL SEYRELTİK ÇÖZELTİ.. şimdi de bu sınırlara bakalım..ideal durumla başlayalım.. tekrar karbon di sulfuti alalım .. burada p*CS2 =pB*..bu eksen xCS2 = xB.. pekala ..hemen hemen tamamen saf karbon di sulfit varsa ne olur ..burada olan şey bu sınırda CS2 sadece CS2 moleküllerini görür ve kendini ideal çözelti olarak farz eder ..aynen böyle..
47.10 şimdi de diğer sınıra gidelim ..bu 1. xCS2=xB®1 Raoult yasası geçerli ..2. diğer sınır xCS2 ®0 buralarda bir yerde .. bu kesinlikle aynı şey değil..burada her molekül her CS2 molekülü asetonla çevrilmiş halde … dolayısıyla hepsi karışma enerjisini hiseder …çünkü artık azınlıktalar kendi türlerinde birini bulmaları çok zor ..ve ideallikte ayrı türler arasındaki etkileşimler pek istenmez…dolayısıyla yukarda bir yerdeyseler bundan hiç hoşlanmazlar ..ve hemen bağırmaya başlarlar “buradan kurtarın bizi biz gaz fazında olmayı tercih ederiz” ideal durumla karşılaştırıldığında ve tüm bu aseton molekülleri tarafından kuşatıldıklarında …olacak olan olay bu .. bu doğrusal kısmı uzatırsak ve bu eğimi takip edersek bu p eksenini bir noktada keser .. bu noktaya Henry sabiti adı verilir..bu kCS2 veya kB ile gösterilir ..burada gösterilmek istenilen şey bu eğrinin belli bir kısmının doğrusal olduğudur …bunun anlamı CS2 için olan Henry sabiti değerinin ,tabi asetonla karışmış olması durumunda , buradan rahatlıkla bulunabileceğidir .. başka bir çözücüde bu değer fark eder çünkü etkileşimler farklı olur ..ancak bu değeri biliyorsam bu halen çok işe yarar en azından bu iki bileşen için .. çünkü bu durumda belli bir konsantrasyon aralığında derişime olan bağımlılık doğrusaldır .. bu Henry yasası olarak bilinir ve pCS2 = xCS2 KCS2 olarak verilir.. Raoult yasası kadar kullanışlı olmasa da çünkü burada basınç için diğer bileşeni bilmem gerekiyor.. çünkü bu ilgili maddenin bir özelliği olup sadece sıcaklığa bağlı ..yani Henry sabitinde bunun bilinmesi şart ..bu değerler çok sayıda karışım için listelenmiştir ..dolayısıyla bu kanun seyreltik karışımlar için epey kullanışlıdır..bu çok önemlidir çünkü kimyanın ve biyolojinin büyük bir kısmı epey seyreltik çözeltilerde cereyan eder..burada bırakıyorum … gelecek hafta toplam faz diyagramlarına bakacağız aynen geçen hafta sıvı ve gaz beraberce mevcut olma çizgilerini beraberce incelediğimiz gibi ..ve bileşimin mol kesri ile nasıl değiştiğine bakacağız .. damıtma ve ideal olmayan sıvıları inceleyeceğiz ..