1000 gram suda 0,5 mol sodyum klorür (NaCl) çözülerek hazırlanan çözeltinin donma noktası kaç °C'dir? (Su için Kd = 1,86 °C/molal, saf suyun donma noktası 0°C)
A) -0,93Sevgili öğrenciler, bu soruda bir çözeltinin donma noktasının nasıl değiştiğini, yani donma noktası alçalmasını hesaplayacağız. Bu tür sorular, koligatif özellikler konusunun önemli bir parçasıdır. Adım adım ilerleyelim:
Molalite, çözünenin mol sayısının çözücünün kilogram cinsinden kütlesine oranıdır. Formülü:
$m = \frac{\text{çözünenin mol sayısı}}{\text{çözücünün kütlesi (kg)}}$
$m = \frac{0,5 \text{ mol NaCl}}{1 \text{ kg su}} = 0,5 \text{ molal}$
Sodyum klorür (NaCl) iyonik bir bileşiktir ve suda çözündüğünde iyonlarına ayrışır. Bu durum, çözeltideki tanecik sayısını artırır ve donma noktası alçalmasını daha da etkiler. Van 't Hoff faktörü ($i$), bir mol çözünenin çözeltide oluşturduğu tanecik sayısını gösterir.
$NaCl(k) \to Na^+(suda) + Cl^-(suda)$
Gördüğünüz gibi, 1 mol NaCl, 1 mol $Na^+$ iyonu ve 1 mol $Cl^-$ iyonu olmak üzere toplam $2 \text{ mol}$ iyon oluşturur. Bu nedenle, $i = 2$.
Donma noktası alçalması formülü şöyledir:
$\Delta T_d = K_d \cdot m \cdot i$
Şimdi bulduğumuz değerleri yerine koyalım:
$\Delta T_d = (1,86 \text{ °C/molal}) \cdot (0,5 \text{ molal}) \cdot (2)$
$\Delta T_d = 1,86 \text{ °C/molal} \cdot 1 \text{ molal}$
$\Delta T_d = 1,86 \text{ °C}$
Bu değer, çözeltinin donma noktasının saf suya göre ne kadar alçalacağını gösterir.
Çözeltinin donma noktası, saf çözücünün donma noktasından donma noktası alçalması kadar düşük olacaktır.
Çözeltinin Donma Noktası = Saf Suyun Donma Noktası - $\Delta T_d$
Çözeltinin Donma Noktası = $0 \text{ °C} - 1,86 \text{ °C}$
Çözeltinin Donma Noktası = $-1,86 \text{ °C}$
Bu hesaplamalar sonucunda, 1000 gram suda 0,5 mol sodyum klorür çözülerek hazırlanan çözeltinin donma noktasının $-1,86 \text{ °C}$ olduğunu buluruz.
Cevap B seçeneğidir.
