Examkin

Soru

Zorluk: OrtaKaynama Noktası Yükselmesi ve Donma Noktası Alçalması

1 atmosfer dış basınçta, 500 gram500\text{ gram} saf suda 0,5 mol0,5\text{ mol} XYn\text{XY}_n iyonik katısının tamamen çözünmesiyle hazırlanan sulu çözeltinin kaynamaya başlama sıcaklığı 102,08 ∘C102,08\text{ }^\circ\text{C}'dir.

Buna göre, aynı dış basınçta 200 gram200\text{ gram} saf suda 0,1 mol0,1\text{ mol} Al2(SO4)n\text{Al}_2(\text{SO}_4)_n tuzunun tamamen çözünmesiyle hazırlanan sulu çözeltinin donmaya başlama sıcaklığı kaç  ∘C\text{ }^\circ\text{C}'dir?

(Su için kaynama noktası yükselmesi sabiti Kd=0,52 ∘C/mK_d = 0,52\text{ }^\circ\text{C/m}, donma noktası alçalması sabiti Kk=1,86 ∘C/mK_k = 1,86\text{ }^\circ\text{C/m}'dir. Suda çözünen katıların tamamen iyonlaştığı varsayılacaktır.)

  1. A
    −0,93-0,93
  2. B
    −2,79-2,79
  3. C
    −1,86-1,86
  4. −4,65-4,65Cevap
  5. E
    −5,58-5,58

Cevap

Hazırlanan sulu çözeltinin donmaya başlama sıcaklığ�� −4,65 ∘C-4,65\text{ }^\circ\text{C}'dir.
Çözeltinin donmaya başlama sıcaklığı hesaplanırken, öncelikle birinci çözeltinin kaynama noktası yükselmesinden (2,08 ∘C2,08\text{ }^\circ\text{C}) yararlanılarak tuzun formülündeki nn katsayısı 33 olarak belirlenir. Bu değer ikinci çözeltideki alüminyum sülfat formülünde yerine konulduğunda Al2(SO4)3\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 tuzu elde edilir. Bu tuzun suda çözünmesiyle oluşan toplam iyon derişimi 2,5 m2,5\text{ m} olur. Kriyoskopi formülü kullanılarak donma noktası alçalması 4,65 ∘C4,65\text{ }^\circ\text{C} hesaplanır ve donmaya başlama sıcaklığı −4,65 ∘C-4,65\text{ }^\circ\text{C} olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Birinci çözeltinin kaynama noktası yükselmesinden faydalanarak çözünen tuzun formülündeki 'n' değerini bulmak.
n=3n = 3 olarak bulunur.
Kaynama noktası yükselmesi ΔTk=102,08−100=2,08 ∘C\Delta T_k = 102,08 - 100 = 2,08\text{ }^\circ\text{C}'dir. Molalite m=0,5 mol/0,5 kg=1,0 mm = 0,5\text{ mol} / 0,5\text{ kg} = 1,0\text{ m}'dir. ΔTk=Kd⋅m⋅i⇒2,08=0,52⋅1,0⋅i\Delta T_k = K_d \cdot m \cdot i \Rightarrow 2,08 = 0,52 \cdot 1,0 \cdot i bağıntısından iyon sayısı i=4i = 4 bulunur. XYn→Xn++nY−\text{XY}_n \rightarrow \text{X}^{n+} + n\text{Y}^- iyonlaşma denklemine göre toplam iyon sayısı 1+n=4⇒n=31 + n = 4 \Rightarrow n = 3 olur.
2
İkinci çözeltideki Al2(SO4)n\text{Al}_2(\text{SO}_4)_n tuzunun formülünü ve sudaki iyonlaşma durumunu belirlemek.
Tuzun formülü Al2(SO4)3\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 olup suda çözündüğünde 5 iyon verir.
n=3n = 3 yazıldığında oluşan tuz Al2(SO4)3\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3'tür. Suda Al2(SO4)3→2Al3++3SO42−\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 \rightarrow 2\text{Al}^{3+} + 3\text{SO}_4^{2-} şeklinde iyonlaşır. Formül birimi başına tanecik sayısı i=2+3=5i = 2 + 3 = 5 olur.
3
İkinci çözeltinin molalitesini ve toplam iyon derişimini hesaplamak.
Çözeltinin molalitesi 0,5 m0,5\text{ m}, toplam iyon derişimi ise 2,5 m2,5\text{ m}'dir.
Molalite (mm) = Çözünen mol sayısı / ��özücü kütlesi (kg) formülünden m=0,1 mol/0,2 kg=0,5 mm = 0,1\text{ mol} / 0,2\text{ kg} = 0,5\text{ m} bulunur. Toplam iyon molalitesi = m⋅i=0,5⋅5=2,5 mm \cdot i = 0,5 \cdot 5 = 2,5\text{ m} olur.
4
Donma noktası alçalmasını hesaplayarak çözeltinin donmaya başlama sıcaklığını bulmak.
Donmaya başlama sıcaklığı −4,65 ∘C-4,65\text{ }^\circ\text{C}'dir.
Donma noktası alçalması ΔTf=Kk⋅miyon\Delta T_f = K_k \cdot m_{\text{iyon}} formülünden ΔTf=1,86⋅2,5=4,65 ∘C\Delta T_f = 1,86 \cdot 2,5 = 4,65\text{ }^\circ\text{C} bulunur. Temiz su 1 atm'de 0 ∘C0\text{ }^\circ\text{C}'de donduğundan, çözeltinin donmaya başlama sıcaklığı −4,65 ∘C-4,65\text{ }^\circ\text{C} olur.

Anahtar Kavram

Kaynama noktası yükselmesi ve donma noktası alçalması hesaplamalarında, çözeltideki toplam tanecik (iyon veya molekül) derişimi (molalite cinsinden) esas alınır.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Kaynama Noktası Yükselmesi ve Donma Noktası Alçalması

Bu konudan daha fazla soru