Tepkime Isısı ve Eşit Kütle Problemlerinde Sınırlayıcı Bileşen Analizi
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Termokimyasal denklemlerde açığa çıkan ısı, tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol sayılarıyla doğru orantılıdır (Q = n \cdot \Delta H). Eşit kütleli tepkimelerde ise kütlece birim mol başına daha çok harcanan madde sınırlayıcı bileşendir.
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — Tepkime Oranının (k) ve Mol Değerlerinin Belirlenmesi
Denklem katsayılarına göre 1408\text{ kJ} ısı açığa çıktığında 2\text{ mol Al} ve 3\text{ mol Cl}_2 harcanmakta, 2\text{ mol AlCl}_3 oluşmaktadır. Açığa çıkan ısı 70,4\text{ kJ} olduğuna göre tepkime oranı:
k = \frac{70,4}{1408} = 0,05\text{ kat}
- Oluşan \text{AlCl}_3 miktarı: n = 2 \times 0,05 = 0,10\text{ mol} (II. öncül doğru)
Adım 2 — Harcanan Madde Kütlelerinin Hesaplanması
Mol kütleleri M_A(\text{Al}) = 27\text{ g/mol} ve M_A(\text{Cl}_2) = 2 \times 35,5 = 71\text{ g/mol}'dür:
n(\text{Cl}_2) = 3 \times 0,05 = 0,15\text{ mol} \implies m(\text{Cl}_2) = 0,15 \times 71 = 10,65\text{ g}
n(\text{Al}) = 2 \times 0,05 = 0,10\text{ mol} \implies m(\text{Al}) = 0,10 \times 27 = 2,70\text{ g}
Dolayısıyla 10,65\text{ gram Cl}_2 kullanılmıştır (III. öncül doğru).
Adım 3 — Başlangıç ve Artan Madde Analizi
Tepkime tam verimli gerçekleştiğinden ve eşit kütlede alındığından, daha fazla harcanan \text{Cl}_2 tamamen tükenmiştir (sınırlayıcı bileşen). Başlangıçta her iki maddeden de 10,65\text{ g} alınmıştır:
m(\text{Al})_{\text{artan}} = 10,65 - 2,70 = 7,95\text{ g}
Dolayısıyla 7,95\text{ gram Al} artmıştır (I. öncül doğru).
CEVAP: E) I, II ve III
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Eşit kütleli tepkime sorularında her zaman kütlece daha fazla harcanan maddeyi sınırlayıcı (tükenen) kabul edip başlangıç kütlesini bu değere eşitlemek, işlem hatası yapmayı tamamen önler.