Koligatif özellikler, bir çözeltinin, çözücü ve çözünenin kimyasal yapısına bağlı olmayan, sadece çözeltideki çözünen taneciklerinin derişimine bağlı olan özellikleridir. Bu özellikler, çözelti oluşturulduğunda kaynama noktasında yükselme ve donma noktasında düşme gibi fiziksel değişimleri açıklar.

1. Kaynama Noktası Yükselmesi (Ebüliyoskopi)

Sıvı bir çözücüye uçucu olmayan bir katı çözünen madde eklendiğinde, oluşan çözeltinin kaynama noktası saf çözücünün kaynama noktasından daha yüksek olur.

• Neden Oluşur? Bir sıvının kaynaması için buhar basıncının atmosfer basıncına (dış basınca) eşit olması gerekir. Çözeltiye eklenen çözünen tanecikler, çözücünün yüzeyinde bir “engel” gibi durarak buharlaşan molekül sayısını azaltır. Bu durum, çözeltinin buhar basıncını düşürür. Dış basınca ulaşmak ve kaynamak için çözeltinin daha yüksek bir sıcaklığa ısıtılması gerekir.
• Büyüklüğü Nelere Bağlıdır? Kaynama noktası yükselmesi, çözünenin molal derişimi (çözünenin mol sayısının çözücünün kilogram cinsinden kütlesine oranı) ve çözünenin iyonlaşma sayısıyla doğru orantılıdır. Bir madde suya atıldığında ne kadar çok iyon veya molekül taneciği oluşturursa, kaynama noktası o kadar fazla yükselir.
• Günlük Hayattan Örnek: Yemek pişirirken suya tuz (NaCl) eklemek, suyun daha yüksek bir sıcaklıkta kaynamasını sağlar. Bu sayede yemekler daha yüksek sıcaklıkta pişerek daha kısa sürede hazır olur.

2. Donma Noktası Düşmesi (Kriyoskopi)

Sıvı bir çözücüye çözünen bir madde eklendiğinde, oluşan çözeltinin donma noktası saf çözücünün donma noktasından daha düşük olur.

• Neden Oluşur? Çözelti donarken, çözücü moleküllerinin düzenli bir katı kristal yapısını oluşturması gerekir. Ancak, çözünen tanecikler bu düzenli dizilişi bozar ve moleküllerin birbirine kenetlenmesini zorlaştırır. Bu durum, donma olayının gerçekleşmesi için sıcaklığın daha da düşürülmesini gerektirir.
• Büyüklüğü Nelere Bağlıdır? Donma noktası düşmesi de kaynama noktası yükselmesi gibi çözünenin molal derişimi ve iyonlaşma sayısıyla doğru orantılıdır.
• Günlük Hayattan Örnek: Kışın yollara tuz serpilmesi, suyun donma noktasını düşürerek buzlanmayı önler. Ayrıca, araçların radyatör sularına antifriz (glikol) eklenmesi, suyun donmasını engelleyerek motorun zarar görmesini önler.

Çözümlü Sorular

1. Soru Aşağıdaki çözeltilerden hangisinin aynı dış basınçta kaynama noktası en yüksektir? (Çözeltilerde çözünen mol sayıları ve çözücü kütleleri eşittir.)

A) C6H12O6 (Şeker) çözeltisi B) NaCl (Tuz) çözeltisi C) NaNO3 (Sodyum nitrat) çözeltisi D) MgCl2 (Magnezyum klorür) çözeltisi

Çözüm: Koligatif özellikler, çözeltideki tanecik sayısına bağlıdır. Maddelerden hangisi daha fazla iyon oluşturursa, kaynama noktasını o kadar fazla yükseltir.

• Şeker (C6H12O6) suda moleküler çözünür, 1 molekül verir.
• NaCl suda 2 iyon verir (Na+ ve Cl-).
• NaNO3 suda 2 iyon verir (Na+ ve NO3-).
• MgCl2 suda 3 iyon verir (Mg2+ ve 2Cl-). MgCl2 en fazla tanecik sayısını oluşturduğu için kaynama noktasını en çok yükselten çözelti olur.

Doğru Cevap: D

---

2. Soru Saf suyun donma noktası 0 santigrat derece iken, aynı miktardaki bir çözücüde çözünen X maddesi çözeltisinin donma noktası -2 santigrat derece olarak ölçülmüştür. Bu olay nasıl açıklanır?

A) Kaynama noktası yükselmesi B) Donma noktası düşmesi C) Buhar basıncı artması D) Çözünürlüğün azalması

Çözüm: Çözelti, saf çözücüye göre daha düşük bir sıcaklıkta donmuştur. Bu olay, koligatif özelliklerden donma noktası düşmesidir.

Doğru Cevap: B

---

3. Soru Kışın araba camlarının buzlanmasını önlemek için su fıskiyesine alkol eklenmesi hangi koligatif özelliğe örnektir?

A) Kaynama noktası yükselmesi B) Donma noktası düşmesi C) Çözünürlük artışı D) Buhar basıncı yükselmesi

Çözüm: Alkol, suyun donma noktasını düşürerek camdaki suyun 0 santigrat derecenin altında bile donmasını engeller. Bu durum, donma noktası düşmesi olayına bir örnektir.

Doğru Cevap: B

---

4. Soru Tenceredeki suya tuz eklemek kaynama noktasını yükseltir. Bunun temel nedeni nedir?

A) Tuzun buhar basıncını artırması. B) Tuzun kaynama noktasının sudan daha yüksek olması. C) Çözünen tuz taneciklerinin buharlaşmayı engellemesi. D) Suyun ısı alım hızını artırması.

Çözüm: Tuz (çözünen), su moleküllerinin buharlaşma hızını yavaşlatır ve buhar basıncını düşürür. Kaynama için buhar basıncının dış basınca eşit olması gerektiğinden, bu durum sıcaklığın artırılmasını gerektirir.

Doğru Cevap: C

---

5. Soru Aşağıdaki ifadelerden hangisi koligatif özellikler için yanlıştır?

A) Sadece çözünenin derişimine bağlıdır. B) Çözünenin cinsine bağlı değildir. C) Kaynama noktası yükselmesi ve donma noktası düşmesi birer koligatif özelliktir. D) Buhar basıncı, koligatif özelliklerden biridir.

Çözüm: Buhar basıncının düşmesi, koligatif bir özelliktir; buhar basıncının kendisi değil. Koligatif özellikler, buhar basıncı düşüşü, kaynama noktası yükselmesi ve donma noktası düşmesidir. Bu nedenle D şıkkı yanlıştır.

Doğru Cevap: D