Sorunun Analizi ve Çözümü
Soru Özeti:
İki farklı kaptaki NaCl sulu çözeltilerinin kütlece yüzde derişimleri bilinmemektedir. 1. kaptaki çözeltinin basıncı 760 mmHg, 2. kaptaki ise 700 mmHg olarak verilmiştir. Soru, verilen yargılardan hangilerinin doğru olduğunu sorguluyor.
Verilen Bilgiler ve Temel Kavramlar
-
- kap basıncı: 760 mmHg (saf su buhar basıncı gibi düşünürsek)
-
- kap basıncı: 700 mmHg (daha az buhar basıncı)
- Çözeltinin kaynama noktası yükselir; saf suya göre kaynama noktası daha yüksek olur.
- Buhar basıncı düşerse; kaynama noktası yükselir.
- Kaynama noktası bir çözücünün buhar basıncının dış basınca eşit olduğu sıcaklıktır.
Yargıların Tek Tek İncelenmesi
I. Yargı:
“Çözelti derişimleri eşit ise birinci kaptaki çözeltinin kaynamaya başlama sıcaklığı, ikinci kaptaki çözeltinin kaynamaya başlama sıcaklığından büyüktür.”
- Her iki çözelti de aynı derişim ise, buhar basıncı farklı olamaz; aynı derişimde çözeltilerin buhar basıncı eşit olur.
- Verilen soruda 1. kaptaki basınç daha yüksek (760 mmHg), 2. kaptaki daha düşük (700 mmHg).
-
- kaptaki daha fazla kaynama noktasına sahip olur (kaynama sıcaklığı basınca bağlıdır).
- Bu ifade kısmen doğru olabilir ama olasılığa göre karşılaştırılması gerekir.
II. Yargı:
“Birinci çözeltinin derişimi daha büyük ise 25 °C’deki buhar basıncı, ikinci kaptaki çözeltinin buhar basıncından büyüktür.”
- Derişim arttıkça buhar basıncı azalır; yani derişimi daha büyük çözeltinin buhar basıncı küçüktür.
- Verilen basınçlar 1. kap > 2. kap. Buna göre; 1. kaptaki basınç daha yüksek demek, o zaman 1. kaptaki derişim daha düşük olmalı.
- Bu yargı yanlıştır çünkü derişim arttıkça buhar basıncı düşer.
III. Yargı:
“İkinci çözeltinin derişimi daha büyük ise çözeltilerin kaynamaya başlama sıcaklığı aynı olabilir.”
- Farklı derişimlere sahip çözeltilerin kaynama noktaları farklıdır, normalde kaynama noktaları da farklıdır.
- Ancak, dış basıncın farklı olması halinde (1. kap 760 mmHg, 2. kap 700 mmHg gibi) kaynama noktaları eşit olabilir.
- Bu yargı doğrudur.
Sonuç
- I. yargı yanlış (çözeltinin aynı derişimde olması halinde buhar basıncı aynı olmalı)
- II. yargı yanlış (derişim arttıkça buhar basıncı azalır)
- III. yargı doğru (farklı basınç ve farklı derişim kombine olarak kaynama noktası aynı olabilir)
Ancak fotoğraftaki işaretlerde II ve III doğru olarak seçilmiş görünüyor ve bu doğru değildir. Aslında II yanlıştır.
Doğru Cevap:
D) Yalnız III
Pro Tip: Kaynama noktası ve buhar basıncı çözeltinin derişimiyle ters orantılıdır; derişim artarsa buhar basıncı düşer, kaynama noktası yükselir.
Başka bir soru veya farklı bir konuda yardımcı olmamı ister misin? 
Kütlece yüzde derişimleri bilinmeyen NaCl sulu çözeltilerinden 1. kaptaki örneği 760 mmHg, 2. kaptaki örneği ise 700 mmHg basınca sahip ortamda bulunmaktadır. Buna göre I, II, III yargılarından hangileri doğrudur?
CEVAP: I ve III doğru, II yanlıştır.
AÇIKLAMA:
-
I. yargı: Çözelti derişimleri eşit ise birinci kaptaki çözeltinin kaynamaya başlama sıcaklığı, ikinci kaptaki çözeltinin kaynama sıcaklığından büyüktür.
- Gerekçe: Kaynama, çözeltinin buhar basıncının ortam basıncına eşit olmasıyla başlar. Aynı derişim için çözeltinin buhar basınçları aynı olur; daha yüksek ortam basıncında (760 mmHg) bu eşitliğe ulaşmak için daha yüksek sıcaklık gerekir.
- Sonuç: DOĞRU
-
II. yargı: Birinci çözeltinin derişimi daha büyük ise 25 °C’deki buhar basıncı, ikinci kaptaki çözeltinin 25 °C’deki buhar basıncından büyüktür.
- Gerekçe: Çözeltiye eklenen (% olarak artan) NaCl gibi uçucu olmayan çözünenler çözeltinin buhar basıncını düşürür (Raoult yasası ve iyonlaşma etkisi). Dolayısıyla daha derişik çözeltinin buhar basıncı daha küçüktür.
- Sonuç: YANLIŞ
-
III. yargı: İkinci çözeltinin derişimi daha büyük ise çözeltilerin kaynamaya başlama sıcaklığı aynı olabilir.
- Gerekçe: Daha yüksek derişim buhar basıncını düşürür; fakat ikinci kap daha düşük ortam basıncında (700 mmHg) olduğundan, bu düşük ortam basıncı daha düşük buhar basıncı gerektirir. Uygun derişim farkı varsa, her iki çözeltinin de aynı sıcaklıkta kendi ortam basınçlarına eşit buhar basıncına ulaşması mümkün olabilir. Yani derişim farkı ile ortam basıncı farkı birbirini telafi edebilir.
- Sonuç: DOĞRU
TEMEL KAVRAMLAR:
- Kaynama: Bir sıvının buhar basıncının bulunduğu ortamın basıncına eşit olduğu sıcaklıkta gerçekleşir.
- Raoult Yasası: Uçucu çözünen yoksa çözünen miktarı arttıkça çözücünün buhar basıncı azalır.
- Ortam basıncı etkisi: Aynı sıvı, daha düşük ortam basıncında daha düşük sıcaklıkta kaynar.
SIK YAPILAN HATALAR:
- Hata: Daha derişik çözeltinin her zaman daha yüksek kaynama sıcaklığına sahip olduğunu varsaymak.
- Neden yanlış: Ortam basıncı farklıysa daha düşük ortam basıncı, daha düşük kaynama sıcaklığına neden olabilir; derişim etkisi bunu dengeleyebilir.
- Düzeltme: Kaynamayı değerlendirirken hem çözeltinin buhar basıncını (derişim etkisi) hem de dış (ortam) basıncını birlikte düşünün.
Başka soruların olursa sormaktan çekinme!
Bu konuyla ilgili başka bir örnek ister misin?