Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, farklı çözeltilerin kaynamaya başlama sıcaklıklarını karşılaştırmamız isteniyor. Bu tür soruları çözerken "kolligatif özellikler" adı verilen ve çözeltideki çözünen tanecik sayısına bağlı olan özellikleri hatırlamamız gerekir. Kaynama noktası yükselmesi de bu özelliklerden biridir. Çözeltideki çözünen tanecik sayısı ne kadar fazlaysa, kaynama noktası o kadar yüksek olur.
Şimdi her bir çözeltiyi adım adım inceleyelim:
- 1. Adım: Çözünen maddenin türünü ve suda nasıl davrandığını belirleme
- Çözünen maddeler suda iyonlarına ayrışabilir (elektrolitler) veya ayrışmayabilir (elektrolit olmayanlar). İyonlarına ayrışan maddeler, çözeltide daha fazla tanecik oluşturur.
- I. $1$ M şeker ($C_{6}H_{12}O_{6}$) çözeltisi: Şeker, kovalent bağlı bir bileşiktir ve suda iyonlarına ayrışmaz. Bir molekül şeker, suda bir tanecik olarak kalır.
- II. $1$ M tuz ($NaCl$) çözeltisi: Tuz (sodyum klorür), iyonik bağlı bir bileşiktir ve suda iyonlarına ayrışır. $NaCl(k) \rightarrow Na^+(suda) + Cl^-(suda)$ şeklinde ayrışır.
- III. $1$ M kalsiyum klorür ($CaCl_{2}$) çözeltisi: Kalsiyum klorür, iyonik bağlı bir bileşiktir ve suda iyonlarına ayrışır. $CaCl_{2}(k) \rightarrow Ca^{2+}(suda) + 2Cl^-(suda)$ şeklinde ayrışır.
- 2. Adım: Her bir çözeltideki etkin tanecik sayısını (van 't Hoff faktörü, $i$) belirleme
- Van 't Hoff faktörü ($i$), bir mol çözünen maddenin çözeltide oluşturduğu tanecik sayısını gösterir.
- I. Şeker ($C_{6}H_{12}O_{6}$): Suda ayrışmadığı için $i = 1$ tanecik/molekül.
- II. Tuz ($NaCl$): Suda $1$ adet $Na^+$ ve $1$ adet $Cl^-$ olmak üzere toplam $2$ iyon oluşturduğu için $i = 2$ tanecik/molekül.
- III. Kalsiyum klorür ($CaCl_{2}$): Suda $1$ adet $Ca^{2+}$ ve $2$ adet $Cl^-$ olmak üzere toplam $3$ iyon oluşturduğu için $i = 3$ tanecik/molekül.
- 3. Adım: Her bir çözeltinin etkin tanecik derişimini hesaplama
- Kaynama noktası yükselmesi, çözeltideki toplam tanecik derişimi ile doğru orantılıdır. Bu derişimi, molar derişim ile van 't Hoff faktörünü çarparak buluruz ($Etkin\ Tanecik\ Derişimi = Molarite \times i$).
- I. Şeker çözeltisi: $1$ M $\times$ $1$ = $1$ M etkin tanecik.
- II. Tuz çözeltisi: $1$ M $\times$ $2$ = $2$ M etkin tanecik.
- III. Kalsiyum klorür çözeltisi: $1$ M $\times$ $3$ = $3$ M etkin tanecik.
- 4. Adım: Kaynama noktalarını karşılaştırma
- Etkin tanecik derişimi en yüksek olan çözeltinin kaynama noktası en yüksek olacaktır.
- Çözelti III ($3$ M etkin tanecik) > Çözelti II ($2$ M etkin tanecik) > Çözelti I ($1$ M etkin tanecik).
- Dolayısıyla kaynama noktası sıralaması: $III > II > I$ şeklinde olmalıdır.
Cevap B seçeneğidir.
