Examkin

Soru

Zorluk: OrtaKaynama Noktası Yükselmesi ve Donma Noktası Alçalması

Dış basıncın 1 atm1\text{ atm} olduğu bir ortamda, 500 g500\text{ g} saf suda 0,1 mol0,1\text{ mol} sodyum klorür (NaCl\text{NaCl}) ve 0,1 mol0,1\text{ mol} magnezyum nitrat (Mg(NO3)2\text{Mg(NO}_3\text{)}_2) katılarının tamamen çözünmesiyle bir sulu çözelti hazırlanıyor.

Buna göre, hazırlanan bu çözeltinin donmaya başlama sıcaklığı kaç ∘C^\circ\text{C}'tur? (Su için donma noktası alçalması sabiti Kk=1,86 ∘C/mK_k = 1,86\ ^\circ\text{C/m}'dir. Çözünen katıların suda tamamen iyonlaştığı varsayılacaktır.)

Cevap: -1.86 °C

Cevap

Hazırlanan çözeltinin donmaya başlama sıcaklığı −1,86 ∘C-1,86\ ^\circ\text{C}'tur.
Çözeltide çözünen sodyum klorür ve magnezyum nitrat iyonlarına ayrışarak çözünür. Toplam iyon mol sayısı 0,5 mol0,5\text{ mol} ve suyun kütlesi 0,5 kg0,5\text{ kg} olduğundan, iyonların molalitesi 1,0 mol/kg1,0\text{ mol/kg}'dır. Kriyoskopi formülü uygulandığında donma noktasındaki alçalma 1,86 ∘C1,86\ ^\circ\text{C} olarak bulunur. Bu durumda çözeltinin donmaya başlama sıcaklığı −1,86 ∘C-1,86\ ^\circ\text{C} olur.

Adım Adım Çözüm

1
Çözeltideki toplam iyon mol sayısını hesaplamak.
NaCl→Na++Cl−\text{NaCl} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{Cl}^- denklemine göre 0,1 mol NaCl0,1\text{ mol } \text{NaCl}'den 0,2 mol0,2\text{ mol} iyon oluşur. Mg(NO3)2→Mg2++2NO3−\text{Mg(NO}_3\text{)}_2 \rightarrow \text{Mg}^{2+} + 2\text{NO}_3^- denklemine göre 0,1 mol Mg(NO3)20,1\text{ mol } \text{Mg(NO}_3\text{)}_2'den 0,3 mol0,3\text{ mol} iyon oluşur. Toplam iyon miktarı: 0,2+0,3=0,5 mol0,2 + 0,3 = 0,5\text{ mol} iyon.
Koligatif özellikler çözeltideki toplam tanecik (iyon) derişimine bağlıdır.
2
Toplam iyon molalitesini hesaplamak.
Molalite (mm) = C¸o¨zu¨nen I˙yon Mol SayısıC¸o¨zu¨cu¨ Ku¨tlesi (kg)\frac{\text{Çözünen İyon Mol Sayısı}}{\text{Çözücü Kütlesi (kg)}} formülünden; m=0,5 mol0,5 kg=1,0 mm = \frac{0,5\text{ mol}}{0,5\text{ kg}} = 1,0\text{ m} (mol/kg).
Donma noktası alçalması bağıntısında derişim birimi olarak molalite kullanılır.
3
Donma noktasındaki alçalma miktarını (ΔTd\Delta T_d) ve çözeltinin donmaya başlama sıcaklığını bulmak.
ΔTd=Kk⋅mtoplam=1,86 ∘C/m⋅1,0 m=1,86 ∘C\Delta T_d = K_k \cdot m_{\text{toplam}} = 1,86\ ^\circ\text{C/m} \cdot 1,0\text{ m} = 1,86\ ^\circ\text{C} alçalma. Donmaya başlama sıcaklığı = 0−1,86=−1,86 ∘C0 - 1,86 = -1,86\ ^\circ\text{C}.
Saf suyun 1 atm1\text{ atm} dış basınçta donma sıcaklığı 0 ∘C0\ ^\circ\text{C}'tur ve çözünen iyonlar bu sıcaklığı düşürür.

Anahtar Kavram

Donma noktası alçalması (kriyoskopi) çözeltideki toplam iyon/tanecik molalitesi ile doğru orantılıdır.
Bu soruyu puanla

Konular

Kaynama Noktası Yükselmesi ve Donma Noktası Alçalması

Bu konudan daha fazla soru