Eşit kütlede X ve Y elementleri alınarak elde edilen bileşiğin kütlesiyle Y elementinin kütlesindeki değişim aşağıdaki grafikte verilmiştir.
Buna göre;
I. Başlangıçta 40 gram madde alınmıştır.
II. 24 gram X ilave edilirse tepkime artansız gerçekleşir.
III. 18 gram Y elementi harcanmıştır.
yargılarından hangileri doğrudur?
A) I ve II
B) I ve III
C) Yalnız III
D) II ve III
E) I, II ve III
Kimyasal Tepkimelerde Kütle Korunumu ve Artan Madde Problemleri
KULLANILAN FORMÜL / KURAL:
Kimyasal tepkimelerde toplam kütle daima korunur (m_{\text{girenler}} = m_{\text{ürünler}}). Eşit kütle sorularında başlangıç kütlesi, harcanan miktarı daha fazla olan (tamamen tükenen sınırlayıcı) bileşenin kütlesine göre belirlenir.
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — Harcanan X ve Y Kütlelerinin Bulunması
Grafiğe göre oluşan bileşik miktarı 38\text{ g} olduğunda harcanan \text{Y} elementi 18\text{ g}'dır. Kütlenin korunumu kanununa göre:
m_{\text{X (harcanan)}} + m_{\text{Y (harcanan)}} = m_{\text{bileşik}}
m_{\text{X}} + 18 = 38 \implies m_{\text{X}} = 20\text{ g}
Adım 2 — Başlangıç Kütlelerinin ve Artan Maddenin Belirlenmesi
Elementlerden başlangıçta eşit kütlede alındığı ve \text{X}'ten 20\text{ g} harcandığı için her iki maddeden de başlangıçta en az harcanan büyük miktar kadar, yani 20\text{ g} alınmıştır:
- Başlangıçta alınan toplam madde: 20\text{ g (X)} + 20\text{ g (Y)} = 40\text{ g}'dır. (I. öncül doğrudur)
- Harcanan \text{Y} kütlesi 18\text{ g}'dır; grafikte 20\text{ g}'a kadar olan kısım yatay gittiğinden tepkime sonunda 20 - 18 = 2\text{ g} \text{Y} artmıştır. (III. öncül doğrudur)
Adım 3 — Tepkimenin Artansız Gerçekleşmesi İçin Gereken Madde
Bileşikteki kütlece birleşme oranı \frac{m_{\text{X}}}{m_{\text{Y}}} = \frac{20}{18} = \frac{10}{9}'dur. Kaptaki artan 2\text{ g} \text{Y} elementini tüketmek için gereken \text{X} miktarı:
m_{\text{X}} = 2 \cdot \frac{10}{9} = \frac{20}{9} \approx 2{,}22\text{ g}
Dolayısıyla 24\text{ g} değil, yaklaşık 2{,}22\text{ g} \text{X} ilave edilmelidir. (II. öncül yanlıştır)
CEVAP: B) I ve III
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI:
Eşit kütleli tepkime problemlerinde her iki maddeden de harcanan miktarı büyük olan bileşen kadar alınır; böylece kütlesi büyük olan tamamen tükenir (sınırlayıcı bileşen olur), harcanan miktarı küçük olandan ise madde artar.