Donma noktası alçalması (Kriyoskopi) nedir Test 1

Bir araba radyatörüne donmayı önlemesi için 2 molal etilen glikol (C₂H₆O₂) çözeltisi ekleniyor. Suyun donma noktası alçalması sabiti (K_d) 1,86 °C/molal olduğuna göre, bu çözeltinin donma noktası kaç °C'dir?

A) -1,86
B) -3,72
C) -5,58
D) -7,44

Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir çözeltinin donma noktasının nasıl değiştiğini, yani donma noktası alçalmasını hesaplayacağız. Bu tür sorular, günlük hayatta araç radyatörlerine antifriz eklenmesi gibi uygulamaların temelini oluşturur. Haydi adım adım bu soruyu çözelim!

• 1. Soruyu Anlayalım ve Verilenleri Belirleyelim:

  Bize bir etilen glikol (C₂H₆O₂) çözeltisinin molalitesi ve suyun donma noktası alçalması sabiti verilmiş. Çözeltinin yeni donma noktasını bulmamız isteniyor.

  • Çözeltinin molalitesi ($m$) = $2 \text{ molal}$
  • Suyun donma noktası alçalması sabiti ($K_d$) = $1.86 \text{ °C/molal}$
  • Etilen glikol (C₂H₆O₂) bir kovalent bileşiktir ve suda iyonlarına ayrışmaz. Bu nedenle, van 't Hoff faktörü ($i$) = $1$ olacaktır. (Eğer çözünen madde iyonlarına ayrışsaydı, $i$ değeri ayrışan iyon sayısına eşit olurdu.)
  • Saf suyun donma noktası = $0 \text{ °C}$
• 2. Donma Noktası Alçalması Formülünü Hatırlayalım:

  Donma noktası alçalması (kriyoskopi) formülü şöyledir:

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

  Burada:

  • $\Delta T_f$: Donma noktası alçalması miktarıdır (yani, saf çözücünün donma noktasından ne kadar düşeceğidir).
  • $K_d$: Donma noktası alçalması sabiti (kriyoskopik sabit).
  • $m$: Çözeltinin molalitesi.
  • $i$: Van 't Hoff faktörü (çözünenin suda kaç parçaya ayrıştığını gösterir).
• 3. Verilen Değerleri Formülde Yerine Koyalım:

  Şimdi elimizdeki değerleri formüle yerleştirelim:

  $\Delta T_f = (1.86 \text{ °C/molal}) \cdot (2 \text{ molal}) \cdot (1)$

• 4. Donma Noktası Alçalmasını Hesaplayalım:

  Hesaplamayı yaptığımızda, donma noktası alçalması miktarını buluruz:

  $\Delta T_f = 3.72 \text{ °C}$

  Bu, çözeltinin donma noktasının saf suya göre $3.72 \text{ °C}$ daha düşük olacağı anlamına gelir.

• 5. Çözeltinin Son Donma Noktasını Bulalım:

  Saf suyun donma noktası $0 \text{ °C}$ olduğuna göre, çözeltinin donma noktası bu değerden $\Delta T_f$ kadar daha düşük olacaktır:

  $T_{f,çözelti} = T_{f,saf\_su} - \Delta T_f$

  $T_{f,çözelti} = 0 \text{ °C} - 3.72 \text{ °C}$

  $T_{f,çözelti} = -3.72 \text{ °C}$

  Bu, 2 molal etilen glikol çözeltisinin $-3.72 \text{ °C}$'de donacağı anlamına gelir. İşte bu yüzden antifrizler, suyun donma noktasını düşürerek motorun donmasını engeller!

Cevap B seçeneğidir.