GİRİŞ

Madde doğada 4 halde bulunur.Bunlar katı sıvı gaz ve dünyada çok sık rastlanılmamakla birlikte plazma halidir. Bu hallerden katı sıvıya göre sıvı da gaza göre daha kararlı bir yapıdadır.Ancak maddelere ısı verildiğinde ya da maddeler ısı kaybettiklerinde ısıya göre hal değiştirme eğilimi gösterirler. Bu değişimler birkaç şekilde incelenir; (4)

Gazın sıvıya dönüşmesi,yoğunlaşma,gazların soğutulmasıyla mümkündür

Sıvının gaza dönüşmesi,buharlaşma,sıvıya ısı verilmek suretiyle kinetik enerjisi artan parçacıklar sıvıdan koparak gaz hale geçerler

Katının doğrudan gaz hale geçmesi,süblimleşme

Gazın doğrudan katı hale geçmesi,kırağılaşma olarak adlandırılır.

Ancak burada asıl incelenen ve üzerinde durulan konunun temelini oluşturan iki önemli olay daha vardır,bunlar: Donma olayı ya da donma noktası , yani ısı veren sıvının katılaşmaya başladığı an ile kaynama olayı ya da kaynama noktası ,yani ısı alan sıvının gaz hale geçmeye başladığı andır.(4)

Tüm bu değişimler görüldüğü üzere ısı alışverişi ile doğrudan bağlantılıdır. Ancak bunun yanında maddenin saflığı veya ortam basıncı gibi unsurlar da hal değişiminde etkilidir.

GENEL BİLGİ

2.1

Saf maddelerin (element ve bileşik) belirli bir donma ve kaynama noktaları varken,çözeltilerin yoktur.Bunun nedeni çözelti içinde çözünen maddelerin donmayı ve kaynamayı geciktirmesi ile birlikte çözünenlerin cinsi ve miktarı gibi özelliklerin değişken olmasıdır. Ayrıca çözücüye eklenen çözünenler bir bakıma maddenin sıvı halde kalma isteğini arttırmak anlamına gelir. Sonuç olarak bir çözücünün içinde çözünen maddeler varsa o sıvının donma noktası azalır ve kaynama noktası artar.(4)

2.2

Sıvı maddelerin içinde bulunan atomlar katı maddelerde olduğu kadar düzenli değildir,yani atomların kinetik enerjileri oldukça fazladır. Sıvının ısısını azaltmak ise kinetik enerjiyi düşüreceğinden atomların hareketleri kısıtlanacaktır.Bu sebeple sıvı haldeki bir madde donmak için moleküllerini daha düzenli bir şekilde birbirine bağlamalıdır. Çözücüye eklenen maddeler ise bu bağlanmayı daha güç hale getireceğinden düzenin sağlanması gecikir ve donma noktası aşağıya düşer.(4)

Sıvı maddeler buharlaşarak yüzeydeki moleküllerin serbest kalmasını sağlar , ortamdaki buhar arttıkça bir süre sonra sıvı maddenin üzerinde bir basınç oluşturur, bu basınca buhar basıncı adı verilir. Buhar basıncı açık hava basıncına eşit olduğu anda kaynama başlar. Çözücüye eklenen çözünen maddeler sıvı yüzeyinde yer tutup çözücü maddenin moleküllerinin buharlaşmasını geciktirdiği için buhar basıncı düşer ve kaynama noktası da buna bağlı olarak yükselir. Bu sebeple daha fazla kinetik enerjiye yani ısıya ihtiyaç duyulur. Ayrıca kaynama süresince sıvının sıcaklığı değişmez. (4)

Çözeltilerdeki uçucu sıvıların kaynama noktası üzerinde etkisi değişkenlik gösterebilirken donma noktası üzerinde herhangi bir değişiklik gözlenmez çünkü donma olayında buharlaşmanın bir önemi yoktur.

2.3 

Donma noktasının alçalmasının belirlenmesi için aşağıdaki eşitlik kullanılır ve sonuç asıl donma noktasından çıkarılır.(5)

∆T_(f )=K_(f ) m i

K_(f )=orantı sabiti m=molalite i=parikül sayısı

Kaynama noktasının yükselmesinin belirlenmesi için aşağıdaki eşitlik kullanılır ve sonuç asıl kaynama noktasına eklenir.(5)

∆T_(b )=K_(b ) m i

 K_(b )=orantı sabiti m=molalite i=parikül sayısı

i=parikül sayısı , elektrolit olmayan çözeltiler için molekül sayısını,elektrolit çözeltiler için ise toplam iyon sayısını temsil eder. Örneğin eşit sayıda mol sakkaroz ve NaCl için i_(sakkaroz )=1

i_(NaCl )=2 dir.

GÜNLÜK HAYATTAN ÖRNEKLER

Hava taşıtı yüzeylerinin korozyana karşı korunması için antifiriz(HOCH2CH2OH ) kullanımı gereklidir.(4)

Güneş enerjisi panellerinin düşük sıcaklıklarda donma noktasının düşürülüp sistemin çalışmaya devam etmesi için antifiriz kullanılmalıdır.(1)

Araç motorlarındaki korozyonu ve donmayı önlemek için bir miktar antifiriz motor suyuna eklenmelidir.(1)(4)(2)

Kış aylarında yolların buzlanmasının engellenmesi için tuz serpilir bu yolla donma noktası düşer ve buz oluşumu gecikir.(4)

Narenciye suyu konsantrasyonundan ötürü donma noktası düşüktür ve bu şekilde düşük sıcaklıklarda yetiştirilmeye elverişlidir.(4)(3)

Yemek yapımı esnasında eklenen tuz suyun kaynama noktasını arttıracağından kaynama geç gerçekleşir.(1)

Kriyoskopi: Donma noktası alçalması ile ilgili ölçmeler, çözünmüş maddelerin molekül ağırlıklarının belirlenmesinde kullanılabilir. Donma noktası alçalma sabiti bilinen belli miktarda bir çözücü içinde, molekül ağırlığı bilinmeyen bir maddenin bir miktarı tartılarak çözülür. Çözeltinin donma noktası, donma noktası alçalması ve molalitesi belirlenir. Çözücü ve çözünen maddenin kütleleri ile molaliteden çözünen maddenin molekül ağırlığı bulunur(5)(4)

Ebülyoskopi: Kaynama noktası yükselmesi sabiti bilinen belli miktarda bir çözücü içinde, molekül ağırlığı bilinmeyen bir maddenin bir miktarı tartılarak çözülür. Çözeltinin kaynama noktası, kaynama noktası yükselmesi ve molalitesi belirlenir. Çözücü ve çözünen maddenin kütleleri ile molaliteden çözünen maddenin molekül ağırlığı bulunur.(5)(4)

KAYNAKÇA

1- Barbara A. Stefl Kathleen F. George, Kirk‐Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, https://doi.org/10.1002/0471238961.0114200919200506.a01, 04 December 2000,accessed on 29.04.2020

2- Bosen, Sidney F.; Bowles, William A.; Ford, Emory A.; Perlson, Bruce D. (2000), Antifreezes, doi:10.1002/14356007.a03_023, accessed on 29.04.2020

3- C. S. CHEN T. K. NGUYEN R. J. BRADDOCK, Journal of food science, Volume55, Issue2, https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.1990.tb06815.x, March 1990, accessed on 29.04.2020

4-Petrucci, Herring, Madura, Bissonnnette, General Chemistry Principles and Modern Application, 11th Edition, Pearson.

5- Stephen Lower, Professor Emeritus (Chemistry) at Simon Fraser University, Colligative Properties- Boiling Point Elevation and Freezing Point Depression, https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Book%3A_Chem1_(Lower)/08%3A_Solutions/8.04%3A_Colligative_Properties-_Boiling_Point_Elevation_and_Freezing_Point_Depression, Aug , 24 -2019 , accessed on 24.04.2020