Question

Difficulty: HardÇözünürlüğe Sıcaklık ve Basıncın Etkisi

Aşağıdaki tabloda XX, YY ve ZZ saf maddelerinin farklı sıcaklık ve basınç koşullarında 100 gram sudaki maksimum çözünme miktarları (çözünürlükleri) verilmiştir:

Madde20 C20\text{ }^\circ\text{C}, 1 atm1\text{ atm}20 C20\text{ }^\circ\text{C}, 2 atm2\text{ atm}60 C60\text{ }^\circ\text{C}, 1 atm1\text{ atm}
XX35 g35\text{ g}35 g35\text{ g}55 g55\text{ g}
YY40 g40\text{ g}40 g40\text{ g}25 g25\text{ g}
ZZ8 g8\text{ g}16 g16\text{ g}3 g3\text{ g}

Buna göre; XX, YY ve ZZ maddeleriyle ilgili;

I. XX maddesinin suda çözünmesi endotermik, YY maddesinin ise ekzotermiktir.
II. ZZ maddesi oda koşullarında gaz fazında bulunabilir.
III. 60 C60\text{ }^\circ\text{C} ve 2 atm2\text{ atm} basınç altında ZZ maddesinin 100 gram sudaki çözünürlüğü 6 g6\text{ g}'dır.

yargılarından hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    I ve II
  3. C
    I ve III
  4. D
    II ve III
  5. I, II ve IIIAnswer

Answer

I, II ve III
Doğru yanıt 'I, II ve III' seçeneğidir. Tablodaki veriler incelendiğinde; 1 atm1\text{ atm} basınçta sıcaklık 20 C20\text{ }^\circ\text{C}'den 60 C60\text{ }^\circ\text{C}'ye çıkarıldığında çözünürlüğü artan XX endotermik, çözünürlüğü azalan YY ise ekzotermik çözünmektedir. Sabit sıcaklıkta basınç 1 atm1\text{ atm}'den 2 atm2\text{ atm}'ye çıkarıldığında çözünürlüğü artan tek madde ZZ olduğundan, ZZ maddesinin gaz fazında olduğu anlaşılır. Henry Yasası gereği gazların çözünürlüğü kısmi basınçla doğru orantılı olduğundan, 60 C60\text{ }^\circ\text{C} ve 1 atm1\text{ atm}'de çözünürlüğü 3 g3\text{ g} olan ZZ gazının 60 C60\text{ }^\circ\text{C} ve 2 atm2\text{ atm}'deki çözünürlüğü 6 g6\text{ g} olarak hesaplanır. Dolayısıyla tüm yargılar doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Sıcaklığın çözünürlüğe etkisini analiz ederek çözünme entalpilerinin işaretini belirleme
1 atm1\text{ atm} sabit basınç altında sıcaklık 20 C20\text{ }^\circ\text{C}'den 60 C60\text{ }^\circ\text{C}'ye çıkarıldığında; XX'in çözünürlüğü 35 g35\text{ g}'dan 55 g55\text{ g}'a yükseldiği için çözünmesi endotermiktir. YY'nin çözünürlüğü 40 g40\text{ g}'dan 25 g25\text{ g}'a düştüğü için çözünmesi ekzotermiktir. Bu durum birinci ifadeyi doğrular.
Sıcaklık artışı endotermik çözünmelerde çözünürlüğü artırırken, ekzotermik çözünmelerde azaltır.
2
Basıncın çözünürlüğe etkisini analiz ederek maddelerin fiziksel hallerini belirleme
20 C20\text{ }^\circ\text{C} sabit sıcaklıkta basınç 1 atm1\text{ atm}'den 2 atm2\text{ atm}'ye çıkarıldığında; XX ve YY'nin çözünürlüğü değişmezken (katı veya sıvıdırlar), ZZ'nin çözünürlüğü 8 g8\text{ g}'dan 16 g16\text{ g}'a çıkmıştır. Katı ve sıvıların çözünürlüğü basınçtan etkilenmezken gazların çözünürlüğü basınçla doğru orantıl�� artar. Dolayısıyla ZZ maddesi oda koşullarında gaz fazında bulunabilir. Bu durum ikinci ifadeyi doğrular.
Basınç artışı yalnızca gazların sudaki çözünürlüğünü artırır.
3
Henry Yasası'nı uygulayarak gazın yeni koşullardaki çözünürlüğünü hesaplama
Gazların çözünürlüğü kısmi basınçları ile doğru orantılıdır (Henry Yasası). 60 C60\text{ }^\circ\text{C} sıcaklıkta ve 1 atm1\text{ atm} basınçta ZZ gazının çözünürlüğü 3 g3\text{ g}'dır. Sıcaklık sabit tutulup basınç 2 atm2\text{ atm}'ye çıkarıldığında (2 katına çıktığında), çözünürlük de 2 katına çıkarak 3 g×2=6 g3\text{ g} \times 2 = 6\text{ g} olur. Bu durum üçüncü ifadeyi doğrular.
Belirli bir sıcaklıkta gazların çözünürlüğünün basınçla doğru orantılı olarak değiştiğini kantitatif olarak göstermek.

Key Concept

Sıcaklık artışı endotermik çözünen maddelerin çözünürlüğünü artırırken ekzotermik çözünen maddelerin ve gazların çözünürlüğünü azaltır. Basınç artışı ise yalnızca gazların çözünürlüğünü basınçla doğru orantılı olarak artırır; katı ve sıvıların çözünürlüğüne etki etmez.
Estimated Time:2m 0s
Rate this question