Examkin

Question

Difficulty: Very hardKaynama Noktası Yükselmesi ve Donma Noktası Alçalması

Dış basıncın 1 atm1\text{ atm} olduğu bir ortamda, 200 g200\text{ g} saf su içerisinde 0,1 mol0,1\text{ mol} BaCl2\text{BaCl}_2 tuzunun tamamen çözünmesiyle hazırlanan sulu çözeltinin kaynamaya başlama sıcaklığı 100+3t ∘C100 + 3t\text{ }^\circ\text{C} olarak belirlenmiştir.

Aynı sıcaklıkta bu çözeltiye 0,1 mol0,1\text{ mol} Na2SO4\text{Na}_2\text{SO}_4 katısı ekleniyor ve tamamen çözünmesi sağlanıyor.

Kapta gerçekleşen tepkime neticesinde BaSO4\text{BaSO}_4 katısının tamamen çöktüğü bilindiğine göre, elde edilen yeni karışımın aynı dış basınçtaki kaynamaya başlama sıcaklığı kaç ∘C^\circ\text{C} olur?

(Katının hacim değişimi ve suyun buharlaşması ihmal edilecektir. BaSO4\text{BaSO}_4 tuzunun sudaki çözünürlüğü önemsizdir.)

  1. A
    100+2t100 + 2t
  2. B
    100+3t100 + 3t
  3. 100+4t100 + 4tAnswer
  4. D
    100+5t100 + 5t
  5. E
    100+6t100 + 6t

Answer

Karışımın yeni kaynamaya başlama sıcaklığı 100+4t ∘C100 + 4t\text{ }^\circ\text{C} olur.
Çözeltide gerçekleşen çökelme tepkimesi sonucunda baryum ve sülfat iyonları ortamdan katı olarak ayrılır. Çözeltide serbest halde kalan sodyum ve klor iyonlarının oluşturduğu toplam 2,0 m2,0\text{ m} iyon derişimi, başlangıçtaki 1,5 m1,5\text{ m} derişime kıyasla kaynama noktasını 4t ∘C4t\text{ }^\circ\text{C} yükseltir. Bu sebeple yeni kaynamaya başlama sıcaklığı 100+4t ∘C100 + 4t\text{ }^\circ\text{C} olur.

Step-by-Step Solution

1
Başlangıçtaki çözeltinin toplam iyon mol sayısını ve molalitesini bulunuz.
0,1 mol BaCl20,1\text{ mol } \text{BaCl}_2 tuzu suda tamamen iyonlaştığında ortama 0,1 mol Ba2+0,1\text{ mol } \text{Ba}^{2+} ve 0,2 mol Cl−0,2\text{ mol } \text{Cl}^- olmak üzere toplam 0,3 mol0,3\text{ mol} iyon verir. Molalite (m1m_1) = 0,3 mol iyon0,2 kg su=1,5 m\frac{0,3\text{ mol iyon}}{0,2\text{ kg su}} = 1,5\text{ m} olur. Bu derişim, kaynama noktasını 3t ∘C3t\text{ }^\circ\text{C} yükseltmektedir. Buradan 0,5 m0,5\text{ m} iyon derişiminin t ∘Ct\text{ }^\circ\text{C} yükselmeye karşılık geldiği anlaşılır.
Kaynama noktası yükselmesi çözeltideki toplam tanecik (iyon) derişimi ile doğru orantılıdır.
2
Ekleme yapılan maddeden gelen iyonları ve gerçekleşen çökelme tepkimesini belirleyiniz.
Eklenen 0,1 mol Na2SO40,1\text{ mol } \text{Na}_2\text{SO}_4 tuzu çözündüğünde 0,2 mol Na+0,2\text{ mol } \text{Na}^+ ve 0,1 mol SO42−0,1\text{ mol } \text{SO}_4^{2-} iyonlarını oluşturur. Ortamdaki Ba2+\text{Ba}^{2+} ve SO42−\text{SO}_4^{2-} iyonları bire bir oranda birleşerek Ba(aq)2++SO4 (aq)2−→BaSO4 (s)\text{Ba}^{2+}_{\text{(aq)}} + \text{SO}_{4\text{ (aq)}}^{2-} \rightarrow \text{BaSO}_{4\text{ (s)}} tepkimesine göre 0,1 mol BaSO40,1\text{ mol } \text{BaSO}_4 katısını oluşturur ve çöker.
Çözünürlüğ�� çok düşük olan baryum sülfat tuzu çökerek çözelti ortamındaki serbest iyon fazından ayrılır.
3
Tepkime sonrasında çözeltide kalan serbest iyonların toplam mol sayısını hesaplayınız.
Baryum ve sülfat iyonlarının tamamı çökerek katı oluşturduğundan çözeltide serbest iyon olarak kalmazlar. Çözeltide sadece tepkimeye girmeyen (seyirci) 0,2 mol Cl−0,2\text{ mol } \text{Cl}^- ve eklenen 0,2 mol Na+0,2\text{ mol } \text{Na}^+ iyonları kalır. Toplam serbest iyon mol sayısı = 0,2+0,2=0,4 mol0,2 + 0,2 = 0,4\text{ mol} olur.
Çöken katıların tanecikleri çözeltide serbest iyon halinde bulunmadığı için koligatif özelliklere katkı sağlamazlar.
4
Yeni çözeltinin iyon molalitesini ve buna bağlı olarak yeni kaynama noktası yükselmesini hesaplayınız.
Yeni çözeltinin toplam iyon molalitesi (m2m_2) = 0,4 mol iyon0,2 kg su=2,0 m\frac{0,4\text{ mol iyon}}{0,2\text{ kg su}} = 2,0\text{ m} olur. Başlangıçta 1,5 m1,5\text{ m} iyon derişimi 3t ∘C3t\text{ }^\circ\text{C} artışa sebep oluyorken, yeni durumda 2,0 m2,0\text{ m} iyon derişimi ΔTk2=2,01,5×3t=4t ∘C\Delta T_{k2} = \frac{2,0}{1,5} \times 3t = 4t\text{ }^\circ\text{C} artışa sebep olur. Bu durumda yeni kaynamaya başlama sıcaklığı 100+4t ∘C100 + 4t\text{ }^\circ\text{C} olarak bulunur.
Kaynama noktası yükselmesi son durumdaki serbest iyon molalitesi ile doğru orantılı olarak değişir.

Key Concept

Kaynama noktası yükselmesi (ebüliyoskopi) ve çözeltilerde çökelme tepkimelerinin koligatif özelliklere etkisi
Estimated Time:3m 0s
Rate this question

Topics

Kaynama Noktası Yükselmesi ve Donma Noktası Alçalması

More questions from this topic