Koligatif özellikler nelerdir 10. sınıf Test 1

Aynı molalitedeki şeker ve tuz çözeltilerinden hangisinin donma noktası daha düşüktür?

A) Şeker çözeltisi
B) Tuz çözeltisi
C) İkisi de aynıdır
D) Saf suyun donma noktasından yüksektir
E) Belirlenemez

Merhaba sevgili öğrenciler,

Bu soru, çözeltilerin koligatif özelliklerinden biri olan donma noktası alçalması ile ilgilidir. Koligatif özellikler, çözeltideki çözünen madde taneciklerinin sayısına bağlı olan özelliklerdir, çözünen maddenin kimyasal yapısına değil.

• Donma Noktası Alçalması Prensibi: Bir çözücüye (örneğin su) uçucu olmayan bir çözünen eklendiğinde, çözeltinin donma noktası saf çözücünün donma noktasından daha düşük olur. Bu olaya donma noktası alçalması denir.
• Donma Noktası Alçalması Formülü: Donma noktası alçalması miktarı ($\Delta T_f$) aşağıdaki formülle hesaplanır:

  $\Delta T_f = i \cdot K_f \cdot m$

  • $\Delta T_f$: Donma noktası alçalması miktarıdır (yani, saf çözücünün donma noktası ile çözeltinin donma noktası arasındaki fark).
  • $i$: van 't Hoff faktörüdür. Bu faktör, çözünen maddenin çözeltide kaç taneciğe ayrıştığını gösterir.
  • $K_f$: Kriyoskopik sabitidir. Bu sabit, çözücüye özgüdür (su için belirli bir değeri vardır).
  • $m$: Çözeltinin molalitesidir (çözünenin mol sayısı / çözücünün kilogramı).
• Sorudaki Bilgiler:
  • "Aynı molalitedeki" ifadesi, hem şeker hem de tuz çözeltisi için $m$ değerinin aynı olduğunu belirtir.
  • Çözücü aynıdır (su), bu nedenle $K_f$ değeri her iki çözelti için de aynıdır.
• van 't Hoff Faktörü ($i$) Karşılaştırması: Donma noktası alçalmasının büyüklüğünü belirleyecek ana faktör van 't Hoff faktörü ($i$) olacaktır.
  • Şeker (örneğin, sakkaroz C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$): Şeker, suda çözündüğünde moleküler yapısını korur ve iyonlarına ayrışmaz. Yani, 1 mol şeker molekülü, çözeltide 1 mol tanecik olarak kalır. Bu nedenle, şeker için van 't Hoff faktörü $i = 1$'dir.
  • Tuz (örneğin, sodyum klorür NaCl): Tuz, suda çözündüğünde iyonlarına ayrışır (iyonlaşır). Örneğin, 1 mol NaCl, suda 1 mol Na$^+$ iyonu ve 1 mol Cl$^-$ iyonu olmak üzere toplam 2 mol iyon taneciğine ayrışır. Bu nedenle, NaCl için van 't Hoff faktörü $i = 2$'dir. Eğer tuz farklı bir iyonik bileşik olsaydı (örneğin MgCl$_2$), $i$ değeri daha da büyük olabilirdi (MgCl$_2$ için $i=3$).
• Donma Noktası Alçalması Miktarının Karşılaştırılması:
  • Şeker çözeltisi için: $\Delta T_f (\text{şeker}) = 1 \cdot K_f \cdot m$
  • Tuz çözeltisi için: $\Delta T_f (\text{tuz}) = i_{\text{tuz}} \cdot K_f \cdot m$
  Tuz için $i$ değeri (örneğin 2) şekerden (1) daha büyük olduğu için, tuz çözeltisinin donma noktası alçalması miktarı ($\Delta T_f$) şeker çözeltisinden daha büyük olacaktır. Yani, $\Delta T_f (\text{tuz}) > \Delta T_f (\text{şeker})$.
• Donma Noktasının Belirlenmesi: Donma noktası alçalması miktarı ne kadar büyükse, çözeltinin donma noktası o kadar düşük olur. Tuz çözeltisinin donma noktası alçalması daha fazla olduğu için, donma noktası şeker çözeltisinin donma noktasından daha düşük olacaktır.

Bu durumda, aynı molalitedeki tuz çözeltisi, şeker çözeltisine göre daha fazla tanecik içerdiği için donma noktasını daha fazla düşürecektir.

Cevap B seçeneğidir.