Sıvı Çözeltiler ve Çözünürlük → 3. Bölüm

Dersin Özellikleri:

• Seviye: Hiç Bilmeyenler İçin
• Gerekli Bilgiler:
  • Sıvı Çözeltiler ve Çözünürlük – 2. Bölüm
• Öğretmen:
  • Muzaffer KAYA

Anlatılacak Başlıklar*:

• Koligatif Özellik Ne Demektir?
• Başlıca Koligatif Özellikler Nelerdir?
  1. Buhar Basıncı
  2. Kaynama Noktası
  3. Donma Noktası
  4. Ozmotik Basınç

* Konu anlatımı, örneklerle zenginleştirilmiştir.

Koligatif Özellik Ne Demektir?

• Koligatif özellik:
  • Çözeltilerin derişimine bağlı olarak değişen özelliklerdir.

Başlıca koligatif özellikler:

1. Buhar Basıncı
2. Kaynama Noktası
3. Donma Noktası
4. Ozmotik Basınç

Örnek:

Yukarıdaki çözeltiler aynı ortamdadır.

Bu çözeltilerin hangi özellikleri aynıdır?

E) Çözünmüş iyon türleri

• Buhar:
  • Sıvılar her sıcaklıkta, yüzeyinden buharlaşır.
  • Sıvıyı yüzeyinden terk eden moleküllere buhar denir.
• (Denge) Buhar basıncı:
  • Kapalı bir kapta, sabit sıcaklıkta yeterince beklemiş bir sıvının buharının yaptığı basınçtır.
• Buhar basıncı alçalması (Raoult Yasası):
  • Saf bir sıvı, çözelti oluşturunca buhar basıncı düşer.
  • Yeni buhar basıncı Rault Yasası ile hesaplanır:

P_b = X . P⁰_b

Formülde:

• P_b: Sıvının çözeltide iken buhar basıncı
• P⁰_b: Sıvının saf iken buhar basıncı
• X: Sıvının çözeltideki mol kesri

Örnek:

40 ^oC’de, 144 gram suda 80 gram NaOH tamamen çözülüyor.

Buna göre oluşan çözeltinin buhar basıncı kaç cmHg’dır?

(40 ^oC’de saf suyun buhar basıncı 40 cmHg’dır. Na: 23 g/mol, H: 1 g/mol, O: 16 g/mol)

• Kaynama:
  • Sıvı halden buhar haline geçme olayıdır.
• Kaynama Noktası:
  • Sıvının buhar basıncının dış basınca eşit olduğu sıcaklıktır.
• Kaynama Noktası Yükselmesi (Ebülyoskopi):
  • Saf bir sıvıda bir tuz çözülürse, kaynama noktası artar.
  • Kaynama noktasındaki artış şöyle hesaplanır:

Formülde:

• ΔT_k: Sıvının kaynama noktasındaki artış.
• K_k: Ebülyoskopi sabiti
• m: Çözeltinin molalitesi
• i: van Hoff faktörü (çözünenin formülündeki iyon sayısı)
  • Mesela NaCl bileşiği için:
    • i = 2
  • Mesela Ca(NO₃)₂ bileşiği için:
    • i = 3

Örnek:

Normal koşullarda, 5000 g suya 290 gram yemek tuzu (NaCl) katılarak tamamen çözülüyor.

Buna göre, oluşan tuz çözeltisinin kaynama noktasını hesaplayınız. (Su için K_k = 0,51 ^oC/m, Na: 23 g/mol, Cl: 35 g/mol)

• Donma:
  • Sıvı halden katı hale geçme olayıdır.
• Donma Noktası:
  • Sıvının katı hale geçtiği sıcaklıktır.
• Donma Noktası Alçalması (Kriyoskopi):
  • Saf bir sıvıda bir tuz çözülürse, donma noktası düşer.
  • Donma noktasındaki düşüş şöyle hesaplanır:

Formülde:

• ΔT_d: Sıvının donma noktasındaki düşüş.
• K_d: Kriyoskopi sabiti
• m: Çözeltinin molalitesi
• i: van Hoff faktörü (çözünenin formülündeki iyon sayısı)

Örnek:

Etilen glikol, (C₂H₄(OH)₂) arabaların sularına katılan antifriz sıvısıdır. Normal koşullarda, 2500 g suya 620 gram etilen glikol katılarak tamamen çözülüyor.

Buna göre, oluşan çözeltinin donma noktasını hesaplayınız. (Su için K_d = 1,86 ^oC/m, C: 12 g/mol, H: 1 g/mol, O: 16 g/mol)

Ebülyoskopi Olayı

• Saf suyun ve doymamış tuzlu suyun kaynama grafikleri:

Kriyoskopi Olayı

• Saf suyun ve doymamış tuzlu suyun donma grafikleri:

• Ozmoz:
  • Bir maddenin çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama kendiliğinden akmasıdır. (kardeş payı)
• Ozmoz olayı:
  • Su, seyreltik çözeltiden derişik çözeltiye doğru kendiliğinden akar.
• Ozmotik basınç:
  • Ozmoz olayı sonucu bir seviye farkı oluşur.
  • Oluşan bu seviye farkından kaynaklanan sıvı basıncı ozmotik basınçtır.
  • Derişim arttıkça ozmotik basınç artar.

• Membran, suyu geçiren tuzu geçirmeyen, yarı geçirgen bir zardır, ozmoz olayı için kullanılır.

• Ters Ozmoz:
  • Ozmoz olayının tam tersidir. (üvey kardeş payı)
  • Kendiliğinden gerçekleşmez, enerji harcanarak gerçekleştirilir.
  • Basınç zoru ile gerçekleşir.
  • Uygulanan basıncın ozmotik basınçtan yüksek olması gerekir.

• Ters ozmoz; tuzlu deniz suyundan içme suyu eldesinde kullanılır.

Örnek:

Kaplardaki çözeltiler için 

I.    Kaynama noktaları
II.   Aynı sıcaklıktaki buhar basınçları
III.  Çözünen maddenin mol sayıları

niceliklerinden hangisi veya hangileri eşit olur?

A) Yalnız I

B) I ve II

C) I ve III

D) II ve III

E) I , II ve III

Örnek:

Şekil I’de yarı geçirgen zarla ayrılmış U borusunun a ve b kollarına farklı derişimlerde tuzlu su konulmuştur. Bir süre bekledikten sonra şekil II’deki görüntü oluşmaktadır.

Buna göre şekil I ile ilgili,

I.   Osmoz olayı gerçekleşir.
II.  b koluna konulan çözelti daha derişiktir.
III. b kolundaki osmotik basınç a kolundakinden daha fazladır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Örnek:

t °C’ta 6,4 gram CH₃OH (metil alkol) sıvısı 14,4 gram su ile karıştırılıyor.

Bu sıcaklıkta karışımın buhar basıncı kaç mmHg olur? (C :12, O :16, H :1, P°_metil : 80 mmHg, P°_su : 24 mmHg)

Örnek:

Koligatif özelliklerle ilgili olarak

I. Uçucu olmayan çözünen, saf çözücüye ilave edildiğinde kaynama noktası yükselir.
II. Çözeltideki taneciklerin atom, iyon ya da molekül sayılarına bağlı olarak değişen özelliklere koligatif özellik denir.
III. Çözücü ve çözünen arasındaki çekim gücü arttıkça buhar basıncı azalır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Örnek:

Aynı ortamda hazırlanan;

I.    0,6 M KBr
II.   0,5 M Ca(OH)₂
III.  0,2 M AlCl₃

sulu çözeltilerinin buhar basınçları büyükten kü­çüğe doğru nasıl sıralanır?

Örnek:

Hipertonik (hücreden daha derişik) bir çözeltiye bırakılan bir hücrede;

I.    Hücre dışına osmoz olur.
II.   Hücre plazmolize uğrar (su kaybeder).
III.  Hücre içine osmoz olur.

olaylarından hangileri gerçekleşebilir?