162 Gram Suda 50,5 g KNO₃ Katısı Çözülerek Hazırlanan Çözeltinin Buhar Basıncı Kaç mmHg Olur? mmhg eşittir 18
162 Gram Suda 50,5 g KNO₃ Katısı Çözülerek Hazırlanan Çözeltinin Buhar Basıncı Kaç mmHg Olur?
Önemli Noktalar
- Buhar basıncı, çözeltilerde çözücü moleküllerinin buharlaşma eğilimini gösterir ve çözünmüş maddeler nedeniyle azalır (kolligatif özellik).
- Bu soruda, KNO₃ (potasyum nitrat) su içinde çözündüğünde, iyonlaşma nedeniyle buhar basıncı düşer.
- Hesaplamada Raoult Yasası ve van’t Hoff faktörü (KNO₃ için yaklaşık 2) kullanılır; sonuç yaklaşık 16,2 mmHg’dir.
Çözeltinin buhar basıncı, saf suyun buhar basıncının (18 mmHg) azalmasıyla hesaplanır. KNO₃’nin iyonlaşması (K⁺ ve NO₃⁻), etkin molekül sayısını artırarak buhar basıncını düşürür. Hesaplamada, suyun mol kesri ve KNO₃’nin ayrışması dikkate alınır. Sonuç, 16,2 mmHg civarındadır ve bu, pratikte kaynama noktasının yükselmesine de işaret eder.
İçindekiler
Hesaplama Adımları
Buhar basıncını hesaplamak için Raoult Yasası kullanılır: P_{\text{çözelti}} = X_{\text{çözücü}} \times P^0_{\text{çözücü}} . Burada, X_{\text{çözücü}} suyun mol kesri, P^0_{\text{çözücü}} ise saf suyun buhar basıncıdır (verilen 18 mmHg). KNO₃ iyonik bir tuz olduğundan, van’t Hoff faktörü (i) ile etkin molekül sayısı hesaplanır.
Adım Adım Çözüm:
-
Mol Miktarlarını Hesaplayın:
- Suyun mol kütlesi: 18 g/mol
- Suyun mol sayısı: \frac{162 \, \text{g}}{18 \, \text{g/mol}} = 9 \, \text{mol}
- KNO₃’nin mol kütlesi: K=39, N=14, O=16×3=48; toplam 101 g/mol
- KNO₃’nin mol sayısı: \frac{50,5 \, \text{g}}{101 \, \text{g/mol}} \approx 0,5 \, \text{mol}
-
Van’t Hoff Faktörünü Uygulayın:
- KNO₃, suda tamamen iyonlaşır: \text{KNO}_3 \rightarrow \text{K}^+ + \text{NO}_3^- , yani i = 2.
- Etkin solute mol sayısı: 0,5 \, \text{mol} \times 2 = 1 \, \text{mol} (iyonlar).
-
Toplam Mol Sayısını Bulun:
- Toplam mol: su molu + etkin solute molu = 9 mol + 1 mol = 10 mol.
-
Molekül Kesrini Hesaplayın:
- Suyun mol kesri ( X_{\text{su}} ): \frac{9 \, \text{mol}}{10 \, \text{mol}} = 0,9 .
-
Buhar Basıncını Hesaplayın:
- P_{\text{çözelti}} = 0,9 \times 18 \, \text{mmHg} = 16,2 \, \text{mmHg} .
Pro Tip: Gerçek çözeltilerde iyonlaşma tam olmayabilir, bu yüzden deneysel verilerle doğrulama yapın. YKS TYT sınavlarında, iyonik bileşikler için van’t Hoff faktörünü unutmamak kritik.
Bu hesap, ideal koşullar altında yapılmıştır. Gerçekte, sıcaklık ve konsantrasyon değişiklikleri sonucu değişebilir. Forumda benzer bir soru çözülmüş: Buradan inceleyebilirsiniz.
Kavramlar ve Temeller
Buhar basıncı, bir sıvının belirli bir sıcaklıkta yüzeyinde dengeye ulaştığı gaz basıncını ifade eder. Çözeltilerde, çözünmüş maddeler buhar basıncını düşürür, çünkü solute molekülleri çözücü moleküllerinin buharlaşmasını engeller. Bu, kolligatif özelliklerden biridir ve molekül sayısına bağlıdır.
KNO₃ gibi iyonik bileşikler suda ayrışır, bu da van’t Hoff faktörünü (i) gerektirir. Örneğin, i=2 olduğunda, bir mol KNO₃ iki mol iyon üretir, bu da buhar basıncını daha fazla azaltır. Pratikte, bu özellikler antifrizlerde (örneğin etilen glikol) veya gıda koruma yöntemlerinde kullanılır.
Gerçek Dünya Uygulaması:
Düşük buhar basınçlı çözeltiler, daha yüksek kaynama noktasına sahip olur. Örneğin, tuzlu suyun kaynama noktası 100°C’nin üzerindedir, bu da gıda işleme endüstrisinde faydalıdır. Ancak, yüksek konsantrasyonlarda osmoz stresine yol açabilir, bitki hücrelerini etkileyebilir.
Warning: Bu hesaplamalar ideal koşullar için geçerlidir. Gerçek çözeltilerde, sıcaklık ve basınç değişiklikleri hesabı etkileyebilir; laboratuvar deneylerinde hassas aletler kullanın.
Özet Tablo
| Unsur | Detay |
|---|---|
| Verilenler | 162 g su, 50,5 g KNO₃, saf su buhar basıncı = 18 mmHg |
| Mol Hesapları | Su: 9 mol, KNO₃: 0,5 mol, etkin solute mol: 1 mol (i=2) |
| Toplam Mol | 10 mol |
| Suyun Mol Kesri | 0,9 |
| Hesaplanan Buhar Basıncı | 16,2 mmHg |
| Kullanılan Yasa | Raoult Yasası |
| Van’t Hoff Faktörü | KNO₃ için 2 (iyonlaşma) |
| Sonuç | Çözeltinin buhar basıncı, saf suyun basıncından %10 düşer |
Sık Sorulan Sorular
1. Buhar basıncı neden çözeltilerde azalır?
Buhar basıncı azalması, çözünmüş maddelerin çözücü moleküllerini yüzeyde tutmasıyla oluşur. Bu, Raoult Yasası’na göre molekül kesrine bağlıdır ve kolligatif bir özelliktir. Örneğin, tuzlu suda buharlaşma daha yavaş olur, bu da deniz suyunun daha yüksek kaynama noktasına sahip olmasını sağlar.
2. KNO₃’nin van’t Hoff faktörü neden 2’dir?
KNO₃, suda K⁺ ve NO₃⁻ iyonlarına ayrışır, yani bir mol KNO₃ iki mol parçacık üretir. Bu faktör, kolligatif özellik hesaplarında molekül sayısını artırarak buhar basıncını daha fazla düşürür. Gerçek çözeltilerde, iyon çiftlenmesi nedeniyle i değeri 2’den az olabilir.
3. Bu hesaplamada sıcaklık belirtilmemiş, neden?
Saf suyun buhar basıncı (18 mmHg) bir sıcaklığa işaret eder, muhtemelen 20°C civarı. Buhar basıncı sıcaklığa bağlıdır; örneğin 25°C’de 23,8 mmHg’dir. Eğer sıcaklık değişirse, hesaplama yeniden yapılmalıdır. Pratikte, standart sıcaklıklar varsayılır.
4. Buhar basıncı ile kaynama noktası arasındaki ilişki nedir?
Kaynama noktası, buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklıktır. Çözeltilerde buhar basıncı düştüğünden, kaynama noktası yükselir. Örneğin, burada hesaplanan 16,2 mmHg’lik basınç, suyun kaynama noktasını yaklaşık 1-2°C artırabilir. Bu, gıda ve kimya endüstrilerinde önemli bir kavramdır.
Sonraki Adımlar
Bu konuyu daha derinleştirmek ister misiniz? Örneğin, benzer bir çözelti için kaynama noktası hesaplama yapmamı ister misiniz veya başka bir kolligatif özellik örneği inceleyelim mi?
@Muhammed_Dogukan_SIR
SORU: 162 g suda 50,5 g KNO₃ katısı çözülerek hazırlanan çözeltinin buhar basıncı kaç mmHg olur? (P°_su = 18 mmHg varsayılmıştır)
KULLANILAN KURAL / FORMÜL:
Raoult Yasası: P_{\text{çözelti}} = X_{\text{çözücü}}\;P^\circ_{\text{çözücü}}
Mol kesri (elektrolit için): X_{\text{çözücü}}=\dfrac{n_{\text{çözücü}}}{\,n_{\text{çözücü}}+i\,n_{\text{çözelti}}\,}
van’t Hoff faktörü: i = 2 (KNO₃ → K⁺ + NO₃⁻, tam ayrışma varsayımı)
ÇÖZÜM ADIMLARI:
Adım 1 — Çözücünün mol sayısını hesapla
Tanım: su mol sayısı n_{\mathrm{H_2O}}=\dfrac{\text{kütle (g)}}{\text{mol kütle (g/mol)}}
n_{\mathrm{H_2O}}=\dfrac{162\ \text{g}}{18{.}015\ \text{g/mol}}=8{.}9925\ \text{mol}
Adım 2 — KNO₃ mol sayısını hesapla
Tanım: n_{\mathrm{KNO_3}}=\dfrac{50{.}5\ \text{g}}{101{.}11\ \text{g/mol}}=0{.}499456\ \text{mol}
Adım 3 — Etkili parçacık molünü bul (i ile çarp)
Tanım: n_{\text{parçacık}}=i\cdot n_{\mathrm{KNO_3}}
n_{\text{parçacık}}=2\times 0{.}499456\ \text{mol}=0{.}998912\ \text{mol}
Adım 4 — Çözücünün mol kesrini hesapla
Tanım: X_{\mathrm{H_2O}}=\dfrac{n_{\mathrm{H_2O}}}{n_{\mathrm{H_2O}}+n_{\text{parçacık}}}
X_{\mathrm{H_2O}}=\dfrac{8{.}9925}{8{.}9925+0{.}998912}=\dfrac{8{.}9925}{9{.}991412}=0{.}900023
Adım 5 — Raoult Yasası ile buhar basıncını hesapla
Tanım: P_{\text{çözelti}}=X_{\mathrm{H_2O}}\;P^\circ_{\mathrm{H_2O}}
P_{\text{çözelti}}=0{.}900023\times 18\ \text{mmHg}=16{.}2004\ \text{mmHg}
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
CEVAP: 16{.}20 mmHg
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
TEMEL KAVRAMLAR:
- Raoult Yasası
- Tanım: Bir çözücünün çözelti üzerindeki kısmi buhar basıncı, saf çözücünün buhar basıncı ile çözücünün mol kesrinin çarpımına eşittir.
- Bu problemde: saf suyun buhar basıncı 18 mmHg verilmiş; çözeltinin buhar basıncı X_{\mathrm{H_2O}}\times 18 ile bulundu.
- van’t Hoff faktörü (i)
- Tanım: Ayrışan elektrolitin çözdüğünde oluşturduğu iyon sayısını gösterir.
- Bu problemde: KNO₃ için i=2 alındı (K⁺ ve NO₃⁻).
SIK YAPILAN HATALAR:
İyonlaşmayı ihmal etmek
- Yanlış: KNO₃’ü tek parça (i=1) saymak.
- Doğru: KNO₃ tam ayrışırsa i=2 alınmalı.
- Neden yanlış: Mol kesri iyon sayısına bağlı; i küçüldüğünde X_solvent hatalı büyük olur ve P_solution hatalı yüksek çıkar.
- Düzeltme: Elektrolitlerin ayrışmasını göz önünde bulundur ve uygun i değeri kullan.
Başka soruların olursa sormaktan çekinme! 