Aşağıdaki maddelerden hangisinin 0,1 M sulu çözeltisinde beklenen Van't Hoff faktörü (i) değeri en büyüktür?
A) Üre (CO(NH₂)₂)
B) Potasyum nitrat (KNO₃)
C) Magnezyum klorür (MgCl₂)
D) Alüminyum klorür (AlCl₃)
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, farklı maddelerin 0,1 M sulu çözeltilerinde beklenen Van't Hoff faktörü (i) değerlerini karşılaştırmamız isteniyor. Van't Hoff faktörü (i), bir çözünenin çözeltide kaç parçacığa ayrıştığını gösteren bir değerdir. Çözeltinin koligatif özelliklerini (kaynama noktası yükselmesi, donma noktası alçalması, ozmotik basınç gibi) belirlemede kritik bir rol oynar. İyonlarına ayrışmayan moleküler bileşikler için $i=1$ kabul edilirken, iyonlarına ayrışan elektrolitler için $i$, ayrışan iyon sayısına yaklaşık olarak eşittir.
- A) Üre ($CO(NH_2)_2$): Üre, moleküler bir bileşiktir ve suda iyonlarına ayrışmaz. Sadece moleküler halde çözünür. Bu nedenle, üre için beklenen Van't Hoff faktörü $i = 1$'dir.
- B) Potasyum nitrat ($KNO_3$): Potasyum nitrat, suda tamamen iyonlarına ayrışan güçlü bir elektrolittir. Ayrışma denklemi şu şekildedir: $KNO_3(k) \rightarrow K^+(suda) + NO_3^-(suda)$. Her bir $KNO_3$ molekülü, bir $K^+$ iyonu ve bir $NO_3^-$ iyonu olmak üzere toplam 2 iyon verir. Bu nedenle, potasyum nitrat için beklenen Van't Hoff faktörü $i = 2$'dir.
- C) Magnezyum klorür ($MgCl_2$): Magnezyum klorür de suda tamamen iyonlarına ayrışan güçlü bir elektrolittir. Ayrışma denklemi şu şekildedir: $MgCl_2(k) \rightarrow Mg^{2+}(suda) + 2Cl^-(suda)$. Her bir $MgCl_2$ molekülü, bir $Mg^{2+}$ iyonu ve iki $Cl^-$ iyonu olmak üzere toplam 3 iyon verir. Bu nedenle, magnezyum klorür için beklenen Van't Hoff faktörü $i = 3$'tür.
- D) Alüminyum klorür ($AlCl_3$): Alüminyum klorür de suda tamamen iyonlarına ayrışan güçlü bir elektrolittir. Ayrışma denklemi şu şekildedir: $AlCl_3(k) \rightarrow Al^{3+}(suda) + 3Cl^-(suda)$. Her bir $AlCl_3$ molekülü, bir $Al^{3+}$ iyonu ve üç $Cl^-$ iyonu olmak üzere toplam 4 iyon verir. Bu nedenle, alüminyum klorür için beklenen Van't Hoff faktörü $i = 4$'tür.
Şimdi bulduğumuz Van't Hoff faktörü (i) değerlerini karşılaştıralım:
- Üre: $i = 1$
- Potasyum nitrat: $i = 2$
- Magnezyum klorür: $i = 3$
- Alüminyum klorür: $i = 4$
Görüldüğü gibi, alüminyum klorür ($AlCl_3$) en yüksek Van't Hoff faktörü değerine sahiptir ($i = 4$). Bu da, aynı molar derişimde en fazla parçacığı çözeltiye veren madde olduğu anlamına gelir.
Cevap D seçeneğidir.
