Kışın yollara dökülen tuzun buzun erimesini sağladığı bilinmektedir. Bu olayla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Tuz, buzun erime noktasını yükseltir
B) Tuz eklenmesi suyun donma noktasını düşürür
C) Tuz ve buz kimyasal tepkimeye girerek ısı açığa çıkarır
D) Tuz, buzun yoğunluğunu azaltır
Sevgili öğrenciler, kışın yollara dökülen tuzun buzları eritmesi, günlük hayatta sıkça karşılaştığımız önemli bir fiziksel olaydır. Bu olayın temelini anlamak için suyun ve çözeltilerin özelliklerine bakmamız gerekiyor.
- Suyun Donma Noktası: Saf su, deniz seviyesinde $0^\circ C$ (sıfır santigrat derece) sıcaklıkta donar ve buz haline gelir. Aynı şekilde, buz da $0^\circ C$ sıcaklıkta erimeye başlar.
- Tuzun Etkisi (Donma Noktası Alçalması): Suya tuz gibi bir madde (çözünen) eklediğimizde, suyun donma noktası düşer. Bu olaya donma noktası alçalması denir. Tuz molekülleri, su moleküllerinin düzenli bir kristal yapı oluşturarak buz haline gelmesini zorlaştırır. Su moleküllerinin donabilmesi için daha düşük bir sıcaklığa ihtiyaç duyulur.
- Kışın Yollardaki Uygulama: Kışın hava sıcaklığı $0^\circ C$'nin altına düştüğünde (örneğin $-5^\circ C$ veya $-10^\circ C$), yollardaki su donar ve buz oluşur. Yollara tuz döküldüğünde, tuz buzun üzerinde eriyen az miktardaki suyla karışır ve bir tuzlu su çözeltisi oluşturur. Bu tuzlu su çözeltisinin donma noktası artık $0^\circ C$'nin altındadır (örneğin $-10^\circ C$ veya daha düşük).
- Buzun Erimesi: Eğer dış ortam sıcaklığı (örneğin $-5^\circ C$) tuzlu suyun yeni donma noktasından (örneğin $-10^\circ C$) daha yüksekse, buz erimeye başlar. Çünkü ortam sıcaklığı, tuzlu suyun donma noktasının üzerinde kalır ve buzun sıvı halde kalması için yeterli enerji sağlanmış olur.
- Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
- A) Tuz, buzun erime noktasını yükseltir: Bu ifade yanlıştır. Tuz, erime noktasını yükseltmez, aksine düşürür.
- B) Tuz eklenmesi suyun donma noktasını düşürür: Bu ifade doğrudur. Yukarıda açıkladığımız gibi, tuz molekülleri suyun donma noktasını $0^\circ C$'nin altına çeker.
- C) Tuz ve buz kimyasal tepkimeye girerek ısı açığa çıkarır: Bu ifade yanlıştır. Tuzun buzla etkileşimi temel olarak bir fiziksel çözünme ve faz değişimi olayıdır, kimyasal tepkime değildir. Bazı tuzların çözünmesi az miktarda ısı açığa çıkarabilse de, buzun erimesinin ana nedeni donma noktası alçalmasıdır.
- D) Tuz, buzun yoğunluğunu azaltır: Bu ifade yanlıştır. Tuz, suya karıştığında oluşan çözeltinin yoğunluğunu artırır. Buzun yoğunluğu ise değişmez.
Bu bilgiler ışığında, tuzun buzun erimesini sağlamasının temel nedeni, suyun donma noktasını düşürmesidir.
Cevap B seçeneğidir.
