Soru

Zorluk: KolayKaynama Noktası Yükselmesi ve Donma Noktası Alçalması

1 atm1\text{ atm} dış basınçta hazırlanan aşağıdaki sulu çözeltilerin aynı ortamdaki kaynama noktalarını en düşükten en yükseğe doğru sıralayınız.

  1. 11 kg1\text{ kg} saf suda 1 mol1\text{ mol} glikoz (C6H12O6C_6H_{12}O_6) çözünmesiyle hazırlanan çözelti
  2. 21 kg1\text{ kg} saf suda 1 mol1\text{ mol} sodyum klorür (NaClNaCl) çözünmesiyle hazırlanan çözelti
  3. 31 kg1\text{ kg} saf suda 1 mol1\text{ mol} kalsiyum klorür (CaCl2CaCl_2) çözünmesiyle hazırlanan ç��zelti

Cevap

Çözeltilerin kaynama noktaları en düşükten en yükseğe sırasıyla: 1 kg saf suda 1 mol glikoz çözeltisi, 1 kg saf suda 1 mol sodyum klorür çözeltisi, 1 kg saf suda 1 mol kalsiyum klorür çözeltisi şeklindedir.
Çözünen maddelerin mol sayıları ve çözücü kütleleri eşit olduğundan başlangıç molaliteleri 1 m1\text{ m}'dir. Ancak kaynama noktası yükselmesi toplam tanecik derişimiyle belirlenir. Glikoz moleküler çözünerek 1 m1\text{ m} tanecik verirken, NaCl suya 2 iyon vererek 2 m2\text{ m} iyon, CaCl2CaCl_2 ise suya 3 iyon vererek 3 m3\text{ m} iyon oluşturur. Toplam tanecik derişimi arttıkça kaynama noktası yükselmesi artacağından, kaynama noktaları glikoz < NaCl < CaCl2CaCl_2 şeklinde sıralanır.

Adım Adım Çözüm

1
Her bir çözeltideki çözünen maddelerin iyonlaşma durumunu belirleyin.
Glikoz moleküler çözünür (tanecik sayısı = 1). NaCl iki iyonlu (Na+Na^+ ve ClCl^-) çözünür (tanecik sayısı = 2). CaCl2CaCl_2 üç iyonlu (Ca2+Ca^{2+} ve 2Cl2Cl^-) çözünür (tanecik sayısı = 3).
Kaynama noktası yükselmesi ç��zeltideki toplam tanecik derişimi ile doğrudan ilişkilidir.
2
Çözeltilerin toplam tanecik molalitelerini hesaplayın.
Glikoz çözeltisi için 1 m×1=1 m1 \text{ m} \times 1 = 1 \text{ m} tanecik; NaCl çözeltisi için 1 m×2=2 m1 \text{ m} \times 2 = 2 \text{ m} tanecik; CaCl2CaCl_2 çözeltisi için 1 m×3=3 m1 \text{ m} \times 3 = 3 \text{ m} tanecik oluşur.
Çözünen mol sayısı ve çözücü kütlesi tüm çözeltilerde aynı (1 mol/1 kg=1 m1 \text{ mol} / 1 \text{ kg} = 1 \text{ m}) olduğundan, tanecik derişimi sadece tanecik sayısı (iyon sayısı) ile belirlenir.
3
Toplam tanecik derişimlerini karşılaştırarak kaynama noktalarını sıralayın.
Tanecik derişimi en az olan glikoz çözeltisinin kaynama noktası en düşük, en fazla olan CaCl2CaCl_2 çözeltisinin kaynama noktası en yüksektir. Sıralama glikoz < NaCl < CaCl2CaCl_2 şeklindedir.
Kaynama noktası yükselme miktarı (ΔTk\Delta T_k), çözeltideki toplam tanecik molal derişimi ile doğru orantılıdır.

Anahtar Kavram

Kaynama noktası yükselmesi (ebüliyoskopi), çözeltideki toplam tanecik derişimi ile doğru orantılıdır. Çözünen maddelerin iyonlaşma özellikleri toplam tanecik derişimini belirlemede kritik öneme sahiptir.
Bu soruyu puanla