Soru

Zorluk: OrtaBuharlaşma, Yoğuşma ve Denge Buhar Basıncı

Aşağıdaki tabloda ü�� farklı sıvı örneğine ait bazı özellikler verilmiştir:

Sıvı ÖrneğiSıvının CinsiSıcaklık (°C)Bulunduğu Ortamın Dış Basıncı (atm)Sıvı Hacmi (mL)
ISaf su2525101{}0100100
IISaf su2525080{}8200200
IIISaf etil alkol2525101{}0100100

Buna göre; kapalı kaplarda sıvılarıyla dengede bulunan bu sıvı örneklerinin denge buhar basınçları (PIP_{\text{I}}, PIIP_{\text{II}} ve PIIIP_{\text{III}}) arasındaki ilişki aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

  1. A
    PI=PII=PIIIP_{\text{I}} = P_{\text{II}} = P_{\text{III}}
  2. B
    PI>PII>PIIIP_{\text{I}} > P_{\text{II}} > P_{\text{III}}
  3. PIII>PI=PIIP_{\text{III}} > P_{\text{I}} = P_{\text{II}}Cevap
  4. D
    PIII>PII>PIP_{\text{III}} > P_{\text{II}} > P_{\text{I}}
  5. E
    PII>PI>PIIIP_{\text{II}} > P_{\text{I}} > P_{\text{III}}

Cevap

Denge buhar basınçları arasındaki ilişki PIII>PI=PIIP_{\text{III}} > P_{\text{I}} = P_{\text{II}} şeklindedir.
Denge buhar basıncı yalnızca sıvının cinsine, saflığına ve sıcaklığına bağlıdır; dış basınç veya sıvı hacminden etkilenmez. Aynı sıcaklıktaki saf su örneklerinin buhar basınçları eşit olup, moleküller arası çekim kuvveti daha zayıf olan etil alkolün buhar basıncı bunlardan daha büyüktür.

Adım Adım Çözüm

1
Sıvıların sıcaklık ve saflık durumlarını belirlemek.
Birinci ve ikinci örneklerin her ikisi de 25 C25\ ^\circ\text{C} sıcaklıkta saf sudur. Üçüncü örnek ise aynı sıcaklıkta saf etil alkol seçilmiştir.
Denge buhar basıncını belirleyen ana değişkenleri saptamak.
2
Dış basınç ve sıvı miktarının denge buhar basıncına etkisini analiz etmek.
Dış basıncın (10 atm1{}0\ \text{atm} ve 08 atm0{}8\ \text{atm}) ve sıvı hacminin (100 mL100\ \text{mL} ve 200 mL200\ \text{mL}) farklı olması denge buhar basıncını değiştirmez. Bu nedenle PI=PIIP_{\text{I}} = P_{\text{II}} olur.
Denge buhar basıncının dış basınca, sıvı miktarına, kap hacmine ve yüzey alanına bağlı olmadığını uygulamak.
3
Sıvı türlerinin moleküller arası etkileşimlerini karşılaştırmak.
Aynı sıcaklıkta etil alkol molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri, su molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerinden daha zayıftır. Bu durum etil alkolün daha uçucu olmasını ve denge buhar basıncının daha yüksek olmasını sağlar (PIII>PIP_{\text{III}} > P_{\text{I}}).
Moleküller arası çekim kuvveti zayıfladıkça denge buhar basıncının artacağını analiz etmek.
4
Tüm bulguları birleştirerek nihai sıralamayı yazmak.
Bulgular birleştirildiğinde PIII>PI=PIIP_{\text{III}} > P_{\text{I}} = P_{\text{II}} ilişkisine ulaşılır.
Soruda istenen denge buhar basınçları arasındaki doğru sıralamayı bulmak.

Anahtar Kavram

Denge buhar basıncı; sıvının sıcaklığına, saflığına ve cinsine bağlıdır. Dış basınca, sıvı miktarına, kap hacmine veya yüzey alanına bağlı değildir.
Bu soruyu puanla