🧊 Donma Noktası Alçalması: Buz Gibi Bir Kimya Yolculuğu
Donma noktası alçalması, bir çözücü içerisine uçucu olmayan bir madde eklendiğinde, çözeltinin donma noktasının saf çözücünün donma noktasından daha düşük olmasıdır. Bu ilginç olayı açıklayan formül ise oldukça basit ve kullanışlı: ΔTd = Kd . m . i
🧪 Formüldeki Sembollerin Anlamları
- 🌡️ ΔTd: Donma noktası alçalması (Celsius veya Kelvin cinsinden). Çözeltinin donma noktası ile saf çözücünün donma noktası arasındaki farktır.
- ❄️ Kd: Molal donma noktası alçalma sabiti (çözücüye özgüdür, °C kg/mol veya K kg/mol biriminde). Her çözücünün kendine has bir Kd değeri vardır ve bu değer deneysel olarak belirlenir.
- ⚖️ m: Çözeltinin molalitesi (mol/kg). Çözünen maddenin mol sayısının, çözücünün kilogram cinsinden kütlesine oranıdır.
- ⚛️ i: Van't Hoff faktörü (çözünen maddenin çözeltide kaç iyon oluşturduğunu gösterir). Elektrolitler için i değeri 1'den büyüktür (örneğin, NaCl için i=2, CaCl2 için i=3), elektrolit olmayanlar için ise i=1'dir (örneğin, şeker için i=1).
❓ Donma Noktası Alçalması Neden Olur?
Donma noktası alçalmasının temel nedeni, çözünen maddenin çözücü molekülleri arasındaki etkileşimleri bozmasıdır. Saf çözücüde, moleküller düzenli bir şekilde kristalleşerek katı hale geçer. Ancak, çözünen madde eklendiğinde, bu düzen bozulur ve moleküllerin katı hale geçmesi için daha düşük bir sıcaklığa ihtiyaç duyulur.
☕ Gündelik Hayatta Donma Noktası Alçalması
- 🚗 Otomotiv: Radyatörlere antifriz (genellikle etilen glikol) eklenerek suyun donma noktası düşürülür ve motorun soğuk havalarda zarar görmesi engellenir.
- 🧊 Buzlanma: Kışın yollara tuz (NaCl) serpilerek buzlanma önlenir. Tuz, suyun donma noktasını düşürerek buz oluşumunu geciktirir veya eritir.
- 🍦 Dondurma: Dondurma yapımında kullanılan karışımlara şeker veya tuz eklenerek karışımın daha düşük sıcaklıklarda donması sağlanır ve istenilen kıvam elde edilir.
📝 Örnek Bir Hesaplama
1 kg suya 0.1 mol NaCl eklenirse, donma noktası ne kadar düşer? (Suyun Kd değeri: 1.86 °C kg/mol, NaCl için i = 2)
Çözüm:
ΔTd = Kd . m . i
ΔTd = 1.86 °C kg/mol . 0.1 mol/kg . 2
ΔTd = 0.372 °C
Bu durumda, suyun donma noktası 0.372 °C düşer ve 0 °C yerine -0.372 °C'de donmaya başlar.
