Koligatif Özellikler Hesaplayıcı

Sonuçlar

Gerçek elektrolitler, iyonlar birbirini çektiği için ideal i'nin öngördüğünden biraz daha küçük bir kayma gösterir: NaCl, 0,050 m'de 2 yerine yaklaşık i = 1,9 ölçülür. Daha yakın bir tahmin için "ölçülmüş" bir değer kullanın.

Koligatif Özellikler Hesaplayıcı Nasıl Kullanılır

1. 1. Modu seçin. "Kaynama veya donma noktası" yeni sıcaklığı verir; "ΔT'den molar kütle" ölçülmüş bir donma ya da kaynama noktasından geriye doğru çalışır; "Ozmotik basınç" Π = iMRT uygular.
2. 2. Çözücüyü seçin. Su, benzen, kloroform, asetik asit ve nitrobenzenin yerleşik sabitleri vardır; listede olmayan bir çözücü için "başka bir çözücü" seçip onun Kb ya da Kf değerini ve saf çözücünün noktasını girin.
3. 3. Derişimi girin. Molaliteyi doğrudan verin ya da çözünen ve çözücünün kütlelerini ile çözünen maddenin molar kütlesini girin. Ozmotik basınç için molariteyi kullanın, çünkü o litre çözelti başınadır.
4. 4. Van 't Hoff faktörünü belirleyin. Şeker gibi moleküler bir çözünen için 1, NaCl için 2, CaCl₂ için 3 kullanın; ya da iyon eşleşmesine izin vermek için "ölçülmüş" bir değer seçin.

Denklemler

ΔTb = i × Kb × m

ΔTf = i × Kf × m

Π = i × M × R × T

Bir koligatif özellik, parçacıkların ne olduğuna değil, çözünmüş parçacıkların sayısına bağlıdır. m molaliteyi (kg çözücü başına mol çözünen), M molariteyi (litre çözelti başına mol) ve i van 't Hoff faktörünü — her formül biriminin verdiği parçacık sayısını — gösterir. K yalnızca çözücünün bir özelliğidir. Bir çözünen kaynama noktasını yükseltir ve donma noktasını düşürür; ozmotik basınç ise yarı geçirgen bir zardan çözeltiye çözücü akışını durdurmak için gereken basınçtır. Π için T kelvin cinsinden olmalıdır; R = 8,314 462 618 J/(mol·K) ya da 0,082 057 366 L·atm/(mol·K) tamdır.

Çözücü Sabitleri

OpenStax Chemistry 2e, Tablo 11.2'den (1 atm'de normal kaynama ve donma noktaları; sabitler °C·kg/mol cinsinden):

Van 't Hoff Faktörü

Şeker suda bütün kalır, yani i = 1. NaCl Na⁺ ve Cl⁻'ye ayrılır; ideal i 2'dir ve CaCl₂ 3 verir. Gerçek elektrolitler bunun gerisinde kalır, çünkü zıt yüklü iyonlar eşleşir ve bu eksiklik derişimle birlikte artar. OpenStax'ın Tablo 11.3'ü 0,050 m sulu çözeltiler için ölçülmüş değerleri verir:

Çalışılmış Örnekler

Tuzlu su daha düşük donar (varsayılan girdiler). Suda 1,00 m NaCl çözeltisi, i = 2 alınarak: ΔTf = 2 × 1,86 × 1,00 = 3,72 °C; yani −3,72 °C'de donar. Gerçek bir 1 m NaCl çözeltisi yaklaşık 3,4 °C'lik ölçülmüş bir kayma verir, çünkü i, 2'den çok 1,8'e yakındır.

Kaynama noktası yükselmesi. Benzende uçucu olmayan moleküler bir çözünenin 0,330 m çözeltisi: ΔTb = 1 × 2,53 × 0,330 = 0,835 °C, yani 80,1 + 0,835 = 80,9 °C'de kaynar. Kloroformdaki iyot için, 800,0 g CHCl₃ içinde 92,1 g I₂ (253,8 g/mol) 0,454 m eder; ΔTb = 3,63 × 0,454 = 1,65 °C ve çözelti 62,9 °C'de kaynar.

Donma noktası alçalmasından molar kütle. 55,0 g benzende çözünmüş 4,00 g bilinmeyen moleküler bir çözünen, 5,5 °C yerine 2,32 °C'de donar. ΔTf = 3,18 °C, m = 3,18 ÷ 5,12 = 0,621 mol/kg, n = 0,621 × 0,0550 kg = 0,0342 mol ve M = 4,00 g ÷ 0,0342 mol = 117 g/mol.

Ozmotik basınç. 37 °C'de (310,15 K, i = 1) 0,30 M glikoz çözeltisi: Π = 1 × 300 mol/m³ × 8,314 462 618 × 310,15 = 7,7 × 10⁵ Pa = 7,6 atm; bu, kanın yaklaşık 7,7 atm olan ozmotik basıncına yakındır. Bir protein için, 0,500 L içinde 10,0 g, 22 °C'de 5,9 torr vermesi 3,2 × 10⁻⁴ M eder; bu nedenle molar kütle yaklaşık 6,2 × 10⁴ g/mol'dür. Ozmotik basınç büyük moleküller için uygundur, çünkü molarite çok küçük olsa bile basıncı ölçmek kolaydır.

Sık Yapılan Hatalar

• Molarite yerine molaliteyi kullanmak. Donma ve kaynama formülleri kg çözücü başına molü kullanır. Ozmotik basınç formülü ise litre çözelti başına molü kullanır.
• i'yi unutmak. 1,00 m NaCl, 1,00 m şekerin donma noktasını yaklaşık iki kat fazla düşürür.
• Π'de Celsius kullanmak. Π = iMRT'de sıcaklık kelvin cinsindendir; hesaplayıcı dönüştürür ve mutlak sıfıra eşit ya da altındaki değerleri reddeder.
• Uçucu bir çözünenden yükselme beklemek. Kaynama noktası formülü çözünenin uçucu olmadığını varsayar. Çözünen de buharlaşıyorsa kaynama noktası yükselmeyebilir.
• Formülleri yüksek derişimde kullanmak. Bunlar seyreltik çözeltiler için sınırlayıcı yasalardır. Yaklaşık 1 m'nin üzerinde ya da güçlü elektrolitlerde ideal sonuçtan sapmalar bekleyin.

Sık sorulan sorular

Koligatif özellikler nedir?

Bir çözeltinin, parçacıkların kimliğine değil çözünmüş parçacıkların sayısına bağlı özellikleridir: buhar basıncı düşmesi, kaynama noktası yükselmesi, donma noktası alçalması ve ozmotik basınç. Her biri çözünenin derişimiyle orantılıdır.

Donma noktası alçalması nasıl hesaplanır?

ΔTf = i × Kf × m. Van 't Hoff faktörünü çözücünün donma noktası sabiti ve molaliteyle çarpın, sonra sonucu saf çözücünün donma noktasından çıkarın. Sudaki 1,00 m şeker için ΔTf = 1,86 °C'dir; yani −1,86 °C'de donar.

Van 't Hoff faktörü nedir?

Bir formül biriminin çözeltide ürettiği parçacık sayısıdır: glikoz için 1, NaCl için 2, CaCl₂ için 3. Ölçülen değerler, iyonlar eşleştiği için bu ideal değerlerin biraz altındadır; özellikle derişik çözeltilerde.

Yollardaki buzu tuz neden eritir?

Buz üzerindeki ince su filmine tuz çözündüğünde donma noktası düşer; böylece buz 0 °C'nin altındaki sıcaklıklarda erir. Etki sınırlıdır: doymuş bir NaCl çözeltisi yaklaşık −21 °C'nin üzerinde donamaz, bu yüzden tuz şiddetli soğukta işe yaramaz hâle gelir.

Donma noktası alçalmasından molar kütleyi nasıl bulurum?

Saf ve gözlenen donma noktalarından ΔT'yi bulun, sonra m = ΔT ÷ (i × Kf) hesaplayın. m'yi çözücünün kilogramıyla çarparak çözünenin mol sayısını bulun ve çözünen maddenin kütlesini bu mollere bölün.

Molarite ile molalite arasındaki fark nedir?

Molarite litre çözelti başına moldür ve hacim sıcaklıkla değiştiği için o da değişir. Molalite kilogram çözücü başına moldür ve değişmez. Kaynama ve donma hesapları molaliteyi, ozmotik basınç ise molariteyi kullanır.