Kimya: Maddenin Halleri Soru Çözümü

Doğru cevap B şıkkıdır. Kapilarite olayında, eğer kohezyon kuvvetleri adhezyon kuvvetlerinden büyükse sıvı tüpte alçalır. Cıva için kohezyon kuvvetleri (cıva molekülleri arasındaki çekim) adhezyon kuvvetlerinden (cıva-cam arası) çok daha büyüktür, bu nedenle cam tüpte cıva seviyesi alçalır. Su-cam sisteminde adhezyon kohezyondan büyüktür ve yükselme olur. Diğer seçeneklerde genelde adhezyonun baskın olduğu veya belirsiz durumlar vardır, ancak cıva-cam klasik bir alçalma örneğidir.

Viskozite, moleküller arası çekim kuvvetleriyle doğrudan ilişkilidir. Gliserol (V) üç -OH grubu içerir, güçlü hidrojen bağları ve yüksek polarite nedeniyle en yüksek viskoziteye sahiptir. Su (I) ve metanol (III) de hidrojen bağı yapar, ancak su daha polar olduğu için metanolden daha yüksek viskozite gösterir. Aseton (II) polar olmasına rağmen hidrojen bağı yapmaz (sadece dipol-dipol), bu nedenle daha düşük viskozitelidir. Hekzan (IV) apolar bir molekül olup sadece zayıf London kuvvetlerine sahiptir, en düşük viskoziteye sahiptir.

Doğru Sıralama: Gliserol > Su > Metanol > Aseton > Hekzan

Clausius-Clapeyron denklemini kullanıyoruz:

$$\ln\left(\frac{P_2}{P_1}\right) = -\frac{\Delta H_{vap}}{R} \left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right)$$

Verilenler: $\Delta H_{vap} = 40000 \text{ J/mol}$, $P_1 = 0.1 \text{ atm}$, $T_1 = 300 \text{ K}$, $T_2 = 320 \text{ K}$, $R = 8.314 \text{ J/mol·K}$.

$$\frac{1}{T_2} = \frac{1}{320} = 0.003125, \quad \frac{1}{T_1} = \frac{1}{300} = 0.003333$$

$$\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1} = 0.003125 - 0.003333 = -0.000208$$

$$-\frac{\Delta H_{vap}}{R} = -\frac{40000}{8.314} \approx -4811.4$$

$$\ln\left(\frac{P_2}{0.1}\right) = -4811.4 \times (-0.000208) \approx 1.000$$

$$\frac{P_2}{0.1} = e^{1.000} \approx 2.718, \quad P_2 \approx 0.2718 \text{ atm}$$

Bu değer şık B'deki $0.27 \text{ atm}$ ile uyumludur.