Van't Hoff faktörü (i) nedir (Tanecik sayısı) Test 1

Bir kimyager, aynı molalitede hazırlanmış dört farklı çözeltinin kaynama noktalarını ölçüyor ve şu sonuçları elde ediyor:
Çözelti I: 100,52°C
Çözelti II: 101,04°C
Çözelti III: 100,26°C
Çözelti IV: 101,56°C
Buna göre, hangi çözeltideki çözünen maddenin Van't Hoff faktörü en büyüktür?

A) I
B) II
C) III
D) IV

Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için koligatif özelliklerden biri olan kaynama noktası yükselmesi kavramını ve Van't Hoff faktörünü iyi anlamamız gerekiyor. Haydi adım adım ilerleyelim!

• Kaynama Noktası Yükselmesi Nedir?

  Bir çözücüye (örneğin su) uçucu olmayan bir çözünen madde eklendiğinde, çözeltinin kaynama noktası saf çözücünün kaynama noktasından daha yüksek olur. Bu olaya kaynama noktası yükselmesi denir ve $\Delta T_b$ ile gösterilir. Saf suyun normal kaynama noktası $100^\circ C$'dir.

• Kaynama Noktası Yükselmesi Formülü ve Van't Hoff Faktörü:

  Kaynama noktası yükselmesi, aşağıdaki formülle ifade edilir:

  $\Delta T_b = i \cdot K_b \cdot m$

  Bu formüldeki terimler şunlardır:

  • $\Delta T_b$: Kaynama noktası yükselmesi (çözeltinin kaynama noktası - saf çözücünün kaynama noktası).
  • $i$: Van't Hoff faktörü. Bu faktör, çözünen maddenin çözeltide kaç iyon veya moleküle ayrıştığını gösterir. Örneğin, şeker gibi moleküler bir madde için $i=1$'dir. NaCl gibi bir tuz için $i \approx 2$'dir (Na$^+$ ve Cl$^-$).
  • $K_b$: Molal kaynama noktası yükselmesi sabiti (ebullioskopik sabit). Bu sabit, çözücüye özgüdür ve su için belirli bir değeri vardır.
  • $m$: Çözeltinin molalitesi (çözünen mol sayısı / çözücü kütlesi (kg)).
• Sorudaki Verileri Değerlendirme:

  Soruda verilen bilgilere göre, dört farklı çözeltinin de aynı molalitede hazırlandığı belirtilmiştir. Ayrıca, tüm çözeltiler için çözücü aynı (su) olduğundan, $K_b$ değeri de tüm çözeltiler için aynıdır.

  Bu durumda, $\Delta T_b = i \cdot K_b \cdot m$ formülünde $K_b$ ve $m$ sabit olduğu için, kaynama noktası yükselmesi ($\Delta T_b$) doğrudan Van't Hoff faktörü ($i$) ile orantılıdır. Yani, $\Delta T_b$ değeri en büyük olan çözeltinin Van't Hoff faktörü ($i$) de en büyük olacaktır.

• Her Bir Çözelti İçin Kaynama Noktası Yükselmesini ($\Delta T_b$) Hesaplama:

  Saf suyun kaynama noktası $100^\circ C$ olduğundan, her bir çözelti için $\Delta T_b$ değerini hesaplayalım:

  • Çözelti I: $\Delta T_b = 100,52^\circ C - 100^\circ C = 0,52^\circ C$
  • Çözelti II: $\Delta T_b = 101,04^\circ C - 100^\circ C = 1,04^\circ C$
  • Çözelti III: $\Delta T_b = 100,26^\circ C - 100^\circ C = 0,26^\circ C$
  • Çözelti IV: $\Delta T_b = 101,56^\circ C - 100^\circ C = 1,56^\circ C$
• Van't Hoff Faktörü En Büyük Olan Çözeltiyi Belirleme:

  Hesapladığımız $\Delta T_b$ değerlerini karşılaştıralım:

  • Çözelti I: $0,52^\circ C$
  • Çözelti II: $1,04^\circ C$
  • Çözelti III: $0,26^\circ C$
  • Çözelti IV: $1,56^\circ C$

  Bu değerler arasında en büyük kaynama noktası yükselmesi $1,56^\circ C$ ile Çözelti IV'e aittir. Yukarıda da belirttiğimiz gibi, $\Delta T_b$ değeri en büyük olan çözeltinin Van't Hoff faktörü ($i$) de en büyük olacaktır.

Bu nedenle, Van't Hoff faktörü en büyük olan çözelti Çözelti IV'tür.

Cevap D seçeneğidir.