🎓 10. Sınıf
📚 10. Sınıf Kimya
💡 10. Sınıf Kimya: Çözünenin tanecik sayısının kaynama ve donma noktasına etkisi Çözümlü Örnekler
10. Sınıf Kimya: Çözünenin tanecik sayısının kaynama ve donma noktasına etkisi Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Aynı dış basınç altında bulunan aşağıdaki iki kabın içerisindeki sıvılar ısıtılmaktadır:
1. Kap: 100 gram saf su
2. Kap: 100 gram su + 20 gram sofra tuzu (NaCl)
Buna göre, bu sıvıların kaynamaya başlama sıcaklıklarını karşılaştırınız. 🌡️
1. Kap: 100 gram saf su
2. Kap: 100 gram su + 20 gram sofra tuzu (NaCl)
Buna göre, bu sıvıların kaynamaya başlama sıcaklıklarını karşılaştırınız. 🌡️
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için çözünen taneciklerin kaynama noktasına etkisini inceleyelim:
- Saf maddeler (saf su gibi) belirli bir dış basınçta sabit bir sıcaklıkta kaynarlar. Saf su deniz seviyesinde \( 100^\circ C \) sıcaklıkta kaynar.
- Su içerisinde uçucu olmayan bir katı (tuz gibi) çözündüğünde, çözünen tanecikler su moleküllerinin sıvı fazdan gaz fazına geçmesini zorlaştırır.
- Bu durum buhar basıncının düşmesine ve dolayısıyla kaynama noktasının yükselmesine neden olur.
- İçerisinde 20 gram tuz çözünmüş olan 2. kaptaki tanecik sayısı daha fazla olduğu için kaynama noktası daha yüksektir.
Örnek 2:
Aşağıdaki maddelerin aynı şartlarda hazırlanan eşit derişimli (eşit miktarda suda çözünen molekül/iyon sayısı baz alınarak) sulu çözeltileri verilmiştir:
I. Şeker (\( C_6H_{12}O_6 \))
II. Sofra Tuzu (\( NaCl \))
III. Kalsiyum Klorür (\( CaCl_2 \))
Bu çözeltilerin donmaya başlama sıcaklıklarını büyükten küçüğe doğru sıralayınız. ❄️
I. Şeker (\( C_6H_{12}O_6 \))
II. Sofra Tuzu (\( NaCl \))
III. Kalsiyum Klorür (\( CaCl_2 \))
Bu çözeltilerin donmaya başlama sıcaklıklarını büyükten küçüğe doğru sıralayınız. ❄️
Çözüm:
Donma noktası alçalması, çözeltideki toplam tanecik sayısı ile doğru orantılıdır. Tanecik sayısı arttıkça donma noktası daha çok düşer.
Sıralama: I > II > III (Şeker çözeltisinin donma noktası en yüksektir). ✅
- Şeker (Moleküler): Suda moleküler çözünür. 1 molekül şeker = 1 tanecik.
- NaCl (İyonik): Suda \( Na^+ \) ve \( Cl^- \) olarak iyonlaşır. 1 birim NaCl = 2 tanecik.
- CaCl2 (İyonik): Suda \( Ca^{2+} \) ve \( 2Cl^- \) olarak iyonlaşır. 1 birim \( CaCl_2 \) = 3 tanecik.
Sıralama: I > II > III (Şeker çözeltisinin donma noktası en yüksektir). ✅
Örnek 3:
Kış aylarında yoğun kar yağışı ve buzlanma olduğunda belediye ekipleri yollara tuz dökerler. Bu işlemin temel kimyasal sebebi aşağıdakilerden hangisidir? 🚜❄️
Çözüm:
Günlük hayatta karşılaştığımız bu durum tamamen donma noktası alçalması ile ilgilidir:
- Saf su \( 0^\circ C \) sıcaklıkta donar.
- Yollara tuz döküldüğünde, tuz kar veya buzun üzerindeki ince su tabakasında çözünür.
- Oluşan tuzlu su çözeltisinin donma noktası, saf suyunkinden daha düşüktür (Örneğin \( -10^\circ C \)).
- Hava sıcaklığı \( -5^\circ C \) olsa bile, donma noktası daha aşağı çekildiği için su donamaz ve buzlar erir.
- Böylece yolların kayganlığı azalır ve trafik güvenliği sağlanır.
Örnek 4:
Bir öğrenci özdeş üç kaba yüzer gram saf su koyuyor. Kaplara sırasıyla şu maddeleri ekleyip tamamen çözüyor:
- A kabı: 1 mol Şeker
- B kabı: 1 mol NaCl
- C kabı: 2 mol Şeker
Öğrenci bu çözeltilerin kaynamaya başlama sıcaklıklarını ölçüyor. Buna göre ölçülen sıcaklıklar arasındaki ilişki nedir? 🌡️📊
- A kabı: 1 mol Şeker
- B kabı: 1 mol NaCl
- C kabı: 2 mol Şeker
Öğrenci bu çözeltilerin kaynamaya başlama sıcaklıklarını ölçüyor. Buna göre ölçülen sıcaklıklar arasındaki ilişki nedir? 🌡️📊
Çözüm:
Kaynama noktası yükselmesi, çözeltideki toplam tanecik sayısı ile ilişkilidir.
B kabı (2 mol tanecik) = C kabı (2 mol tanecik) > A kabı (1 mol tanecik).
Kaynama noktası yükselmesi toplam tanecik sayısına bağlı olduğu için B ve C kaplarının kaynamaya başlama sıcaklıkları birbirine eşit ve A kabından daha yüksektir.
Sonuç: B = C > A. ✅
- A kabı: 1 mol şeker moleküler çözünür. Toplam 1 mol tanecik vardır.
- B kabı: 1 mol \( NaCl \) iyonlaşarak 1 mol \( Na^+ \) ve 1 mol \( Cl^- \) verir. Toplam 2 mol tanecik vardır.
- C kabı: 2 mol şeker moleküler çözünür. Toplam 2 mol tanecik vardır.
B kabı (2 mol tanecik) = C kabı (2 mol tanecik) > A kabı (1 mol tanecik).
Kaynama noktası yükselmesi toplam tanecik sayısına bağlı olduğu için B ve C kaplarının kaynamaya başlama sıcaklıkları birbirine eşit ve A kabından daha yüksektir.
Sonuç: B = C > A. ✅
Örnek 5:
Otomobillerin radyatörlerine kışın donmayı, yazın ise kaynamayı önlemek için antifriz adı verilen bir sıvı eklenir. Antifrizin (genellikle etilen glikol) bu etkisinin sebebi nedir? 🚗💨
Çözüm:
Antifriz, suyla karıştığında suyun koligatif özelliklerini değiştiren bir maddedir:
- Donma Noktası: Antifriz molekülleri su moleküllerinin arasına girerek buz kristallerinin oluşmasını zorlaştırır. Bu sayede suyun donma noktası \( 0^\circ C \)'nin çok altına iner.
- Kaynama Noktası: Aynı zamanda çözeltideki tanecik sayısı arttığı için suyun kaynama noktası da \( 100^\circ C \)'nin üzerine çıkar.
- Bu sayede motor suyu kışın donmaz, yazın ise aşırı sıcaklarda hemen kaynamaz (hararet yapmaz).
Örnek 6:
Doymamış tuzlu su çözeltisi ısıtılırken kaynamaya başladığı andan itibaren sıcaklığın zamanla arttığı gözlemleniyor. Bu durumun sebebi nedir? 📈
Çözüm:
Saf maddelerin kaynarken sıcaklığı sabit kalırken, doymamış çözeltilerde durum farklıdır:
- Çözelti kaynamaya başladığında su buharlaşarak sistemden ayrılır.
- Su azaldıkça çözeltideki tuz derişimi (oranı) ve dolayısıyla birim hacimdeki tanecik sayısı artar.
- Tanecik sayısı arttıkça kaynama noktası daha da yükselir.
- Bu nedenle çözelti doygunluğa ulaşana kadar kaynama süresince sıcaklık artmaya devam eder.
Örnek 7:
Aynı ortamda bulunan aşağıdaki üç çözeltinin buhar basınçlarını karşılaştırınız:
1. 0,1 mol NaCl içeren 1 L çözelti
2. 0,1 mol Şeker içeren 1 L çözelti
3. 0,2 mol NaCl içeren 1 L çözelti
1. 0,1 mol NaCl içeren 1 L çözelti
2. 0,1 mol Şeker içeren 1 L çözelti
3. 0,2 mol NaCl içeren 1 L çözelti
Çözüm:
Buhar basıncı ile kaynama noktası ters orantılıdır. Tanecik sayısı arttıkça kaynama noktası yükselir, buhar basıncı düşer.
Tanecik sayısı ne kadar fazlaysa buhar basıncı o kadar düşük olur.
Buhar Basıncı Sıralaması: 2 > 1 > 3. ✅
- 1. Çözelti: \( 0,1 \times 2 = 0,2 \) mol iyon (tanecik).
- 2. Çözelti: \( 0,1 \times 1 = 0,1 \) mol molekül (tanecik).
- 3. Çözelti: \( 0,2 \times 2 = 0,4 \) mol iyon (tanecik).
Tanecik sayısı ne kadar fazlaysa buhar basıncı o kadar düşük olur.
Buhar Basıncı Sıralaması: 2 > 1 > 3. ✅
Örnek 8:
Mutfakta makarna haşlarken suya bir miktar tuz atılması, suyun daha geç ama daha yüksek sıcaklıkta kaynamasına neden olur. Bu durumun pişirme sürecine etkisi nedir? 🍝
Çözüm:
Bu durum tamamen çözünen tanecik sayısının kaynama noktasına etkisi ile açıklanır:
- Suya tuz eklendiğinde toplam tanecik sayısı artar.
- Bu da suyun kaynama noktasını örneğin \( 100^\circ C \)'den \( 102^\circ C \)'ye çıkarır.
- Makarnalar daha yüksek sıcaklıktaki bir suyun içinde piştiği için pişme süresi bir miktar kısalabilir.
- Ayrıca tuz, makarnanın dokusunu ve tadını da etkiler.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/10-sinif-kimya-cozunenin-tanecik-sayisinin-kaynama-ve-donma-noktasina-etkisi/sorular