Çözelti Ve Asıltı
Günlük yaşamda birçok örneğine rastladığımız çözelti de, asıltı da temel olarak iki ya da daha çok maddenin karışımıdır; ama karışımdaki maddelerin dağılımı açısından aralarında önemli farklılıklar vardır. Bir çözeltideki bütün maddeler öylesine homojen bir karışım oluşturmuştur ki, bu karışımın her noktası tümüyle eş yapıdadır. Örneğin çayımıza şeker atıp karıştırdığımızda şeker erir, daha doğrusu çayın içinde çözünür. Böylece bir çözelti oluşturan bu şekerli çayın herhangi bir noktasında daha az ya da daha çok şeker bulunması söz konusu değildir; çözünen madde, yani şeker molekülleri çözücünün (çayın) her yanma düzenli olarak dağılmıştır ve dibe çökmez. Oysa asıltıda molekülden daha büyük boyutta olan katı ya da sıvı madde parçacıkları bir akışkanın içinde çözünmeksizin asılı halde yüzer. Bu nedenle bir asıltı ilk bakışta çözelti gibi homojen gözükse de aslında heterojen bir karışımdır; yani karışımın her noktası birbirinden farklı yapıdadır.
Çözeltiler
Başka bir maddede, genellikle de bir sıvıda moleküllerine ayrılabilen maddelere çözünür madde ya da çözünen, bu maddelerin içinde çözündüğü sıvıya ise çözücü denir. Bütün çözücüler içinde en iyi bilineni sudur. Yaşamın temeli olan hemen hemen bütün biyokimyasal tepkimeler sulu çözeltiler içinde gerçekleşir ve canlılar için yaşamsal önem taşıyan birçok madde vücutta çözelti halinde dolaşır. Suyun çözemediği bazı özel maddeler de vardır; örneğin katı yağlar karbon tetraklorürde, tırnak cilası asetonda çözünür. Ama suyun çözebildiği maddelerin sayısı bütün öbür çözücülerinkinden fazladır.
Belirli miktardaki bir çözücü içinde çözünebilecek madde miktarının genellikle bir üst sınırı vardır; belirli bir sıcaklıkta ve belirli miktardaki bir çözücüde moleküllerine ayrılabilen en fazla madde miktarına, o maddenin o sıcaklıktaki “çözünürlüğü” denir. Değişik maddelerin çözünürlük sınırlarının farklı olması, karışımların kimyasal analizinde ve çeşitli maddelerin birbirinden ayrılarak arıtılmasında yararlanılan bir özelliktir. Genellikle çözücünün sıcaklığı arttıkça çözünebilir katı maddelerin o sıvıdaki çözünürlükleri de artar; örneğin çay ne kadar sıcaksa şeker de o kadar çabuk çözünür.
Belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılmış bir çözücü artık içine karıştırılan çözünür maddeleri çözemiyorsa a çözelti doymuş durumdadır. Doymuş durumdaki sıcak bir çözelti soğudukça, içinde çözünmüş olan maddelerin bir bölümü çözeltiden aynlarak yeniden katılaşır. Ama sıcaklık yükseldikçe çözünürlükleri hızla artan bazı maddelerle aşırı doymuş çözeltiler elde edilebilir. Böyle bir çözelti aynı sıcaklıktaki doymuş çözeltiden daha çok çözünmüş madde içerir. Aşırı doymuş bir çözeltiye tek bir kristal katıldığında, çözünmüş madde bu çekirdek kristalin çevresinde kristalleşmeye başlar ve sonunda doymuş bir çözeltiye dönüşür.
Çözelti terimi daha çok çözünmüş katı maddeler ile sıvı çözücülerden oluşan karışımlar için kullanılırsa da gaz ve katı haldeki çözeltiler de vardır. Örneğin hava çeşitli gazlardan oluşmuş bir çözeltidir. Gazların çoğu belirli bir sınıra kadar suda çözünür. Ama gazların sıvılardaki çözünürlüğü, katı maddelerden farklı olarak, genellikle çözücünün sıcaklığı arttıkça azalır, basınç yükseldikçe artar. Bir gazozun kapağı açılınca şişenin ağzına doğru yükselen gaz kabarcıkları, şişedeki basıncın azalması nedeniyle çözeltiden ayrılan çözünmüş gazlardır.
Bazı çözeltiler bir sıvının başka bir sıvıda çözünmesiyle oluşur. Örneğin su ve etil alkol gibi iki sıvı bir çözelti oluşturacak biçimde her oranda birbiriyle karıştırılabilir. Bir sıvı içinde çözünen katı ya da sıvı bütün maddeler o sıvının kaynama noktasını yükseltir, donma noktasını ise düşürür. Örneğin bir tuzlu su çözeltisi 100°C’nin üstünde kaynar, 0°C’nin altında donar.
Alaşımlarda olduğu gibi, katı bir maddenin başka bir katı içinde dağılmasıyla oluşan karışımlara bazen katı çözelti denir. Sıvıların sıvılarda, gazların gazlarda, katiların katilarda çözünmesiyle oluşan çözeltilerde, miktarı öbürlerinden daha fazla olan madde çözücüdür. Bu kural gereğince hava, oksijen ve öbür gazların azot içindeki çözeltisi, pirinç de çinkonun bakır içindeki çözeltisi olarak tanımlanabilir.
Bir çözeltideki çözünmüş maddeler genellikle moleküller halinde bulunur. Yalnız asitler, bazlar ve tuzlar bir çözücü içinde çözündükleri zaman, bu maddelerin molekülleri iyonlarına ayrılarak iyonik ya da elektrolitik çözeltiler oluşturur.
Asıltılar
Genel olarak asıltı terimiyle adlandırılan karışımların değişik adlarla anılan birçok örneği vardır. Bir akışkan kütlesi içinde asıltı halinde dağılmış katı parçacıklardan oluşan karışımlara katı asıltı ya da süspansiyon denir. Katı asıltılarda ortama dağılmış olan katı madde parçacıklarının boyutları genellikle akışkanın moleküllerinden çok daha büyüktür. Çoğu kez çıplak gözle görülebilecek kadar iri olan bu parçacıklar zamanla tortulaşarak kabın dibine çökebilir. “Sedimantasyon” da denen bu çökelme olayından sonra akışkan başka bir kaba aktarılarak ya da bir filtreden geçirilerek dipteki tortudan ayrılabilir.
Koloitler de, ortamda asıltı halinde bulunan parçacıkların boyutları katı asıltıdakinden daha küçük, buna karşılık bir çözeltideki çözünmüş madde moleküllerinden daha büyüktür. Zamanla kendiliğinden dibe çökmeyen ya da kâğıt filtreden süzülerek ayrılamayan bu parçacıklar ancak özel koşullarda, örneğin karışıma pıhtılaştırıcı bir madde katılarak ya da ültrasantrifüjden geçirilerek ayrılabilir. Koloidin görünümü bulanıktır, ama içindeki parçacıklar katı asıltıda olduğu gibi çıplak gözle görülebilecek kadar büyük değildir. Gene de ışığı dağılıma uğratacak boyutta olan bu parçacıklar güçlü bir el fenerinin ışığında fark edilebilir. Doğal maddelerden birçoğu koloit yapısındadır. Örneğin biyokimyasal maddelerin birçoğu kanda çözünmüş olarak, kan proteinleri gibi bazı maddeler ise koloit halinde bulunur.
Bir sıvının başka bir sıvı içinde asıltı halinde bulunduğu karışımlara sıvı asıltı ya da emülsiyon denir. Örneğin yağ ve su molekülleri olağan koşullarda birbiriyle karışmaz; ama ortama emülsiyonlaştırıcı bir madde katıldığında yağ damlacıkları suyun içinde asıltı haline geçerek sütte olduğu gibi ayrılmaz bir sıvı asıltı oluşturur. Asıltı halindeki parçacıkların birbirine bağlanarak peltemsi bir kütle oluşturduğu koloitlere jel denir. Macun denen koloitlerde, örneğin diş macunu ve cam macununda katı parçacıklar sıvı bir çözücü içinde yoğun bir asıltı halinde dağılmıştır. Duman, sis ve bulut örneğinde olduğu gibi katı ya da sıvı parçacıkların gazlar içinde asıltı halinde bulunduğu karışımlara da aerosol denir