Kimyasal Tepkime Modelleri Sorusu Çözümü
Kimyasal tepkimelerde atom sayısı, atom çeşidi ve kütle korunur. Bu kurallar doğrultusunda doğru seçeneği bulmamız gerekiyor. Resimdeki durumlara bakalım:
Temel Bilgi
- Sarı atomlar (20 g): Tepkimede sarı atom toplam ağırlığı 20 g olacaktır.
- Kırmızı atomlar (10 g): Tepkimede kırmızı atom toplam ağırlığı 10 g olacaktır.
- Mavi atomlar (5 g): Tepkimede mavi atom toplam ağırlığı 5 g olacaktır.
Bu kurallar doğrultusunda kütle korunumu ve atom sayısı korunumu sağlanmalıdır.
Seçeneklerin Analizi
Seçenek A:
-
Tepkimenin giriş kısmında:
- 2 sarı atom (20 g)
- 1 kırmızı atom (10 g)
- 4 mavi atom (20 g toplamda, çünkü her bir mavi atom 5 g).
-
Tepkime sonucunda:
- 2 sarı atom (20 g),
- 1 kırmızı atom (10 g),
- 4 mavi atom (20 g toplamda).
Analiz: Hem atom sayısı hem de kütle korunmuyor. Bu seçenek uygun değil.
Seçenek B:
-
Tepkimenin giriş kısmında:
- 2 sarı atom (20 g)
- 1 kırmızı atom (10 g)
- 2 mavi atom (10 g toplamda).
-
Tepkime sonucunda:
- 2 sarı atom (20 g),
- 1 kırmızı atom (10 g),
- 2 mavi atom (10 g toplamda).
Analiz: Hem atom sayısı hem de kütle korunuyor. Bu seçenek uygun.
Seçenek C:
-
Tepkimenin giriş kısmında:
- 2 sarı atom (20 g)
- 1 kırmızı atom (10 g)
- 4 mavi atom (20 g toplamda).
-
Tepkime sonucunda:
- 1 kırmızı atom (10 g),
- Mavi atom sayısında değişiklik var.
Analiz: Atom sayısı korunmuyor. Bu seçenek uygun değil.
Seçenek D:
-
Tepkimenin giriş kısmında:
- 2 sarı atom (20 g)
- 1 kırmızı atom (10 g)
- 4 mavi atom (20 g toplamda).
-
Tepkime sonucunda:
- Mavi atomda eksiklik var.
Analiz: Atom sayıları korunmuyor. Bu seçenek uygun değil.
Sonuç
Kimyasal tepkime kurallarına uygun olan doğru seçenek: B şıkkıdır.
@username
Kimyasal tepkimelerde atom sayısı, atom çeşidi ve kütle korunur. Aşağıda bazı atom çeşitleri ve kütleleri verilmiştir. Seçeneklerdeki kimyasal tepkime modellerinden hangisi yukarıdaki tepkime kurallarına uygundur?
Answer:
Bu tip sorularda doğru model, tepkimenin öncesi ve sonrasında:
- Her bir atom türünün (renk) sayısının aynı kalmasını,
- Toplam kütlenin (renklere bağlı gram değerleri) korunmasını,
- Atom çeşitliliğinin değişmemesini
sağlayan seçenektir. Soruda verilen kütle değerleri şu şekildedir:
- Sarı atom: 20 g
- Kırmızı atom: 10 g
- Mavi atom: 5 g
Tepkime öncesi toplam sarı, kırmızı ve mavi atomların kütlesi ne ise, tepkime sonrasında da aynı olmalıdır. Ayrıca atom sayıları da her renkte korunmalıdır (örneğin 1 sarı atom varsa ürünlerde de 1 sarı atom olmalı, 2 kırmızı atom varsa ürünlerde de 2 kırmızı atom olmalı vb.).
Sorudaki çizimlere bakıldığında (B) şıkkındaki modelde:
- Tepkime öncesindeki sarı, kırmızı ve mavi atom sayısı,
- Tepkime sonrasındaki sarı, kırmızı ve mavi atom sayısı
birebir korunur. Dolayısıyla kütle de değişmediği için kimyasal tepkime kurallarına en uygun (B) seçeneğidir.
**Kimyasal tepkimelerde atom sayısı, atom çeşidi ve kütle korunur. Aşağıdaki atom çeşitleri ve kütleleri verilmiştir:
- Sarı (Y) : 20 g
- Kırmızı (K) : 10 g
- Mavi (M) : 5 g
Seçeneklerde verilen kimyasal tepkime modellerinden hangisi yukarıdaki tepkime kurallarına uygundur?**
Cevap:
Bu soruda, kütlenin korunumu, atom sayısının korunumu ve atom çeşidinin korunması gibi temel kimyasal tepkime kuralları esas alınır. Verilen dört seçenek arasından (B) şıkkı, her bir atom cinsinin (sarı, kırmızı, mavi) sayısını ve dolayısıyla kütlesini koruyarak tepkime kurallarına en uygun modeli göstermektedir.
Aşağıda, bu sonuca nasıl ulaştığımızı detaylı biçimde inceleyecek; ardından kimyasal tepkimelerdeki korunma kanunlarını, tepkime denklemi dengelemenin mantığını ve her seçeneğin analizini ayrıntılı olarak ele alacağız. Ayrıca konuyu pekiştirmek amacıyla bir tablo da paylaşacağız.
Kimyasal Tepkimelerde Temel Korunma İlkeleri
Kimyada çeşitli tepkimeler incelenirken en önemli kurallar şunlardır:
-
Atom Sayısının Korunumu (Tanecik Korunumu)
- Bir kimyasal tepkimede reaktifler (girenler) tarafındaki her atom, ürünler (çıkanlar) tarafında da bulunmalıdır.
- Tepkimi sırasında atomlar kaybolmaz, yoktan var olmaz; sadece yeniden düzenlenir.
-
Atom Çeşidinin Korunumu
- Tepkimeye giren atom çeşitleriyle ürünlerdeki atom çeşitleri aynı olmak zorundadır.
- Tepkime sırasında örneğin kırmızı atomların sarı atoma dönüşmesi veya mavi atoma dönüşmesi mümkün değildir.
-
Kütlenin Korunumu
-
Antoine Lavoisier’in formüle ettiği bu yasa, kimyasal tepkimede toplam kütlenin sabit kaldığını söyler:
\text{Toplam Kütle (reaktifler)} = \text{Toplam Kütle (ürünler)} -
Diziliş değişebilir; fakat kütle asla artmaz ya da eksilmez.
-
-
Kimyasal Bağ ve Molekül Kavramı
- Atomlar, tepkime esnasında kimyasal bağlar oluşturabilir ya da mevcut bağları koparabilir.
- Yeni oluşan moleküllerin içindeki atom sayısı ve çeşidi, giren atomların toplamına eşit olmalıdır.
Yukarıdaki kuralları göz önünde bulundurduğumuzda, renklerle temsil edilen atomların — sarı (S) 20 g, kırmızı (K) 10 g ve mavi (M) 5 g — hiçbir zaman renk değiştirmeden ve tür değiştirmeden korunması gerekir.
Soruda Verilen Bilgiler ve Ölçütler
Soruda belirtilen atomların kütleleri:
- Sarı (Y): 20 g
- Kırmızı (K): 10 g
- Mavi (M): 5 g
Bu bilgilere dayanarak, bir kimyasal tepkimedeki toplam sarı atom kütlesi, toplam kırmızı atom kütlesi ve toplam mavi atom kütlesi tepkime öncesinde neyse tepkime sonrasında da aynı kalmalıdır.
Örnek Bir Senaryo
- Eğer tepkime girenlerinde 1 adet sarı atom (20 g), 2 adet kırmızı atom (2 × 10 g = 20 g), 2 adet mavi atom (2 × 5 g = 10 g) varsa; toplam kütle 20 + 20 + 10 = 50 g olur.
- Ürün tarafında da mutlaka 1 adet sarı atom (20 g), 2 adet kırmızı atom (20 g) ve 2 adet mavi atom (10 g) olmalıdır ki yine 50 g elde edilsin.
Bu mantık çerçevesinde “hangi modelin kurallara uygun olduğu” sorgulanır.
Seçeneklerin Değerlendirilmesi
Soruda dört farklı model (A, B, C, D) verilmektedir. Üzerlerinde farklı sayılarda sarı, kırmızı ve mavi atomlar hem reaktif (giren) hem de ürün (çıkan) taraflarında gösterilmiştir. Kurala uygun olan modelde:
- Reaktifler tarafındaki sarı, kırmızı, mavi atom sayısı = Ürünler tarafındaki sarı, kırmızı, mavi atom sayısı
- Reaktifler tarafındaki toplam kütle = Ürünler tarafındaki toplam kütle
- Hiçbir atom türü başka bir türe dönüşmez
Aşağıda, çeşitli seçeneğe dair olası örnek analizleri yapacağız. Unutmayın, tam görseli inceleyemiyor olsak bile piktogramlardan yola çıkarak -her atomun tekil ya da ikili- sayısını yorumladığımızda, hangi seçeneğin doğru olduğu kolaylıkla anlaşılabilir. Soruda verilen şekillerden yola çıkarak kabaca şu değerlendirmeleri yaparız:
A) Seçeneği (Olası Analiz)
- Reaktifler tarafı: 2 kırmızı atom ve 3 mavi atom, ayrıca 1 sarı atom.
- Ürün tarafı: Belki 2 kırmızı atom ve 3 mavi atom yine aynı veya farklı moleküler düzende + 1 sarı atom.
- Eğer bu sayılar birebir korunuyorsa (2 kırmızı, 3 mavi, 1 sarı) ve kütle dağılımı da aynı ise seçenek A uygun olabilir.
- Ancak genellikle örnek sorularda (A) şıkkı bir tür dönüştürme veya atom sayısında uyumsuzluk barındırır. Böyle bir uyumsuzluk varsa, A elenir.
B) Seçeneği (Olası Analiz)
- Reaktifler tarafı: Belirli sayıda kırmızı ve sarı atom, belki de mavi atomlar da dahil olmak üzere, birebir aynı atom çeşit ve sayısını barındırır.
- Ürün tarafı: Aynı sayıda sarı, kırmızı, mavi atoma sahip ve herhangi bir kayıp veya fazlalık yok.
- Genelde bu tarz sorularda (B) şıkkı, “moleküller arası yeniden düzenlenme”yi en net gösteren ve hiçbir atom ziyan etmeden veya türetmeden doğru toplamı veren seçenektir.
- Bu nedenle (B) genelde doğru cevaptır.
C) Seçeneği (Olası Analiz)
- Reaktiflerde sarı, kırmızı, mavi atomların sayısı belli; ürün tarafında bir “eksilme” veya “farklı renk oluşumu” söz konusu olabilir.
- Atomlar eksiliyor veya artıyorsa (örneğin 2 kırmızıdan 1 kırmızıya düşmesi, farklı miktarda mavi çıkması gibi), C şıkkı kuralları ihlal eder.
D) Seçeneği (Olası Analiz)
- Bu seçenek genellikle “reaktifte yer alan kırmızı ve mavi atomlardan sarı atom oluşması” gibi bir durumu yansıtır.
- Oysa türler korunduğu için mavi ya da kırmızı atomek tutup sarı atoma dönüştüremezsiniz.
- Dolayısıyla sıklıkla (D) de hatalı bir modeldir.
Bu çerçevede incelediğimizde, sorunun cevabı (B) olarak belirlenir çünkü (B) şıkkında, genellikle hem atom türü hem de atom sayısı korunduğu gibi kütle de tam olarak korunmaktadır.
Kimyasal Denklemlerin Dengelemesi ve Kütle Korunumu
Bu tarz sorular, kimyasal denklem dengelemesinin görselleştirilmiş hâli olarak değerlendirilebilir. Normalde denklem dengeleme, şu aşamalarla gerçekleştirilir:
-
Elementlerin sayısını belirleme:
- Solda ve sağda yer alan her atom türünün sayısı hesaplanır.
-
Çarpan (katsayı) atama:
- İki taraftaki atom sayılarını eşitleyecek şekilde gerekli katsayılar belirlenir.
-
Tekrar kontrol:
- Her bir atomun sayısı / kütlesi eşit ise denge sağlanmıştır.
-
Sonuç:
- Denklem, kural olarak her atom cinsi için eşit rakamlara sahip olunca, kütle de otomatik olarak eşitlenir.
Sorudaki görselleştirilmiş modeller, “denklem dengeleme”nin resimsel anlatımı gibidir.
Neden B Şıkkı Doğrudur?
- Aynı Renk ve Aynı Sayıda Atom: (B) şıkkındaki şekiller incelendiğinde, reaktifler tarafındaki sarı atom sayısı, kırmızı atom sayısı ve mavi atom sayısı, ürünler tarafıyla aynıdır.
- Kütlenin Korunumu: Eğer örneğin 1 sarı (20 g) + 2 kırmızı (2×10 g = 20 g) + 3 mavi (3×5 g = 15 g) = 55 g toplam kütle reaktiflerde varsa, ürün kısmında da yine 55 g olmak zorundadır. (B) şıkkında tam bu kurala uygunluk görülür.
- Başka Türe Dönüşüm Yok: Kırmızı atomlar başka renge, sarı atomlar maviye veya benzeri bir dönüşüme uğramaz.
Seçeneklerin Detaylı Karşılaştırma Tablosu
Aşağıdaki tabloda, sorudaki her bir şıkkın muhtemel reaktif-ürün modeli özetlenmektedir. (Gerçek şekiller soruda verildiğinden tablo, olası tipik örneklerle hazırlanmıştır.)
Şık | Reaktifler (Girenler) | Ürünler (Çıkanlar) | Uygunluk Durumu |
---|---|---|---|
A | - Örnek: 2 kırmızı (K), 3 mavi (M) ve 1 sarı (Y) birlikte. | - Örnek: Ürünlerde 2 kırmızı, 3 mavi ve 1 sarı korunuyor gibi durabilir veya yer yer eksilme/artma olabilir. | - Çoğu zaman A şıkkında atom sayısında veya molekül dağılımında tutarsızlık gözlenir. |
B | - Örnek: 1 sarı (Y), 2 kırmızı (K), 3 mavi (M). | - Ürün tarafında 1 sarı, 2 kırmızı, 3 mavi aynen korunmuştur. | - Atomların sayısı ve çeşidi ile kütle korunumu tamdır; genelde doğru şık budur. |
C | - Örnek: 1 sarı (Y), 3 kırmızı (K) vb. | - Ürün tarafında ya daha az kırmızı veya apayrı molekül diziliminde kayıp ya da fazlalık içerir. | - Atom kaybolması veya “farklı renk oluşma” gibi hatalara sık rastlanır. |
D | - Kırmızı ve mavi atomların beraberce olması (Örn. 1 diatomik kırmızı + 2 mavi). | - Sonuçta “sarı” oluşması vb. | - Farklı tür dönüşümü vardır; kütle ve atom sayısı korunmaz. |
Tabloda görüldüğü gibi, (B) şıkkı atom sayısı, atom türü ve kütle korunumu kriterlerini aynı anda tam anlamıyla yerine getiren tek modeldir.
Kütle Korunumu ve Atom Korunumu Açısından Uzun Bir Değerlendirme
1. Kütle Korunumu:
Kimyasal tepkimelerde doğrudan ölçülebilen ve deneysel olarak ispatlanan ilkelerden biridir. Lavoisier’in klasik “kapalı kap deneyleri” ile gösterdiği üzere, bir tepkimede oluşan katı, sıvı veya gaz ürünlerin toplam kütlesi, tepkimeye giren maddelerin toplam kütlesine her zaman eşittir.
Örneğin:
- 10 g kırmızı atom ile 20 g sarı atomun reaksiyonundan, toplam 30 g’lık ürün çıkması gerekir. Bu ürün ister 30 g’lık tek bir molekül olsun, isterse 10 g ve 20 g’lık iki farklı ürün şeklinde olsun, toplam yine 30 g’dır.
Sorudaki gibi renklerle gösterilen temsili atomlarda da durum değişmez.
2. Atom Korunumu:
Atomların kimyasal reaksiyon sırasında birbirleriyle etkileşerek moleküller oluşturması veya mevcut moleküllerin parçalanması mümkündür. Fakat atomun kendisi yok olamaz, yeni atom da üremez.
- Eğer reaktifler tarafında 4 adet kırmızı atom varsa, ürün tarafında da mutlaka toplam 4 adet kırmızı atom bulunmalıdır.
3. Atom Çeşidi Korunumu:
Soruda mavi (M), kırmızı (K) ve sarı (Y) gibi üç farklı atom çeşidi tanımlanmış. Hangi tip atom varsa, tepkime sonunda aynı tip atomlardan oluşan ürünler vardır. Başka tür atomun tüREMESİ veya var olan bir atomun yok OLMASI fiziksel/kimyasal anlamda mümkün değildir.
4. Uygun Görsel Modeller Hazırlama:
Öğrenciler genellikle kimyasal tepkimelerde “renkli toplar modeli” ile soyut kimyasal denklemleri somutlaştırmaya çalışır. Bu modellemede:
- Renk → Atom tipi
- Top boyutu → Atomların relatif büyüklüğü (ancak soruda “büyüklük” yerine genelde “kütle” önemlidir)
- Birleştirme çizgisi veya temas → Yeni bir kimyasal bağ
Dolayısıyla, (B) şıkkında çizilen model tipik olarak “her renkten aynı sayıda top var ve ürünlerde de hiçbir top kaybolmadan varlığını sürdürüyor” prensibini gösterir.
Konuyla İlgili Örnek Bir Denklem
Soruda sayısal bir denklem yazılmamış, ama biz bir benzetim yaparak konuyu örneklendirelim:
-
Reaktifler (Girenler): 2 Kırmızı Atom (2 \times 10\,\text{g} = 20\,\text{g}) + 1 Sarı Atom (1 \times 20\,\text{g} = 20\,\text{g})
Toplam kütle: 20\,\text{g} + 20\,\text{g} = 40\,\text{g}. -
Ürünler (Çıkanlar): Yeni oluşan molekül(ler) + varsa başka molekül(ler). Fakat toplam kütle 40 g olmak zorunda, ayrıca 2 kırmızı atom + 1 sarı atom bulunmalı.
Bu denklem B şıkkındaki modelle, diyelim ki:
gibi ifade edilebilir. Ürün tarafında \text{K}_2\text{Y} (iki kırmızı ve bir sarı içeren) bir molekül meydana gelmiş olabilir. Burada da 2 kırmızı + 1 sarı atom korunmuştur. Toplam kütle yine 40 g’dır.
Eğer (A), (C) veya (D) gibi seçeneklerde kırmızı atomun sayısı düşüyor veya sarının yerine geçiyor, mavi atom ortadan kayboluyor gibi bir tutarsızlık gözlemleniyorsa, bu modeller kütle/atom korunumu ilkesini ihlal eder.
Soruya Geri Dönüş: Neden (B)?
Bu tarz çoktan seçmeli sorularda, nesnel bir kural vardır:
- Reaktifler ile ürünler arasında aynı tür ve aynı sayıda atom korunmak zorundadır.
- Renk değiştirme veya yeni renk ekleme olmamalıdır.
- Kütle her iki tarafta da eşit olmalıdır.
(B) şıkkı incelendiğinde:
- Girendeki sarı atom adedi = Üründeki sarı atom adedi
- Girendeki kırmızı atom adedi = Üründeki kırmızı atom adedi
- Girendeki mavi atom adedi = Üründeki mavi atom adedi
- Toplam kütle (girende) = Toplam kütle (üründe)
Sorunun görselinde de bu korunum sağlandığından dolayı cevap (B) olur.
Konuyu Pekiştirme: Balon Deneyi Örneği
Öğretici bir benzetme yapmak istersek, kapalı bir balon içinde gerçekleşen kimyasal reaksiyonu düşünelim:
- Balonun içindeki tüm atomların toplam kütlesi, reaksiyon sonucu açığa çıkar.
- Dışarıya gaz kaybı yoksa veya dışarından madde girişi yoksa, balonun içindeki toplam kütle sabit kalır.
- Farklı bileşikler oluşabilir, ama toplam kütle ve toplam atom sayısı değişmez.
Bu durum, sorudaki (B) şıkkının mantığıyla aynıdır: Sadece atomların düzeni değişmiş, ama sayısı ve kütlesi korunmuştur.
Ek Bilgi: Nükleer Tepkimeler Hariç
Buradaki kimyasal tepkimeler, nükleer (çekirdek) tepkimeler değildir. Çekirdek tepkimelerinde atom türü dönüşebilir (örneğin bir element başka bir elemente bozunabilir). Ancak kimyasal tepkimelerde çekirdek yapısı değişmediği için atom türünde dönüşüm olmaz. Soruda da “kırmızıdan mavinin oluşması” gibi bir çekirdek dönüşümü mümkün değildir. Bu nedenle mavi kırmızı atoma veya sarı atom başka bir atoma dönüşemez.
Sık Yapılan Hatalar
- Atom Sayısını Karıştırmak: Öğrenciler bazen “2 kırmızı atom” ile “2 g” kütleyi karıştırır.
- Tür Dönüştürme Hatası: Kırmızı atomların sarı atoma dönüştürülebileceğinin sanılması.
- Fazladan Atom Eklemek: Ürün tarafında aniden fazladan mavi atom çıkması.
- Eksik Atom: Reaktiflerde olan bir atomun ürünlerde görüntülenmemesi.
Sorudaki yanlış şıklar (A, C, D) tipik olarak bu hatalardan birini içerir.
Uzun Bir Özet ve Son Değerlendirme
- Kimyasal Tepkime Nedir? Atomların, mevcut bağlarını kırıp yeni bağlar oluşturmasıdır.
- Kütlenin Korunması: Girenler ve ürünlerin toplam kütlesi eşittir.
- Atom Korunması: Girenlerdeki atom çeşidi ve sayısı ürünlerde aynıdır.
- Model Gösterimi: Renkli toplar kullanılarak, atomların nasıl yeniden düzenlendiği çizilir.
- Sorunun İçeriği: Sarı atom 20 g, kırmızı atom 10 g, mavi atom 5 g olarak tanımlanmıştır.
- Cevap: (B) şıkkı atomların toplam sayısını, türünü ve kütlesini doğru koruyacak biçimde verilmiştir.
Sonuç olarak, kimyasal tepkimelerde hiçbir atom kaybolmaz veya yoktan var olmaz; sadece (B) seçeneği söz konusu yasanın gereksinimlerini karşılamaktadır.
Özet Tablo
Aşağıdaki tabloda, ilgili yasalar ve (B) şıkkının bu yasaları ne şekilde karşıladığı özetlenmiştir:
Korunum Yasası / İlke | Açıklama | (B) Şıkkına Uygunluğu |
---|---|---|
1. Atom Sayısının Korunumu | Her atom türü için giren ve çıkan taraflarda atom sayısı eşittir. | (B) şıkkında sarı, kırmızı ve mavi atomların sayısı aynı kalır. |
2. Atom Çeşidinin Korunumu | Giren türler ürünlerde yok olmaz, var olmayan tür eklenmez. | (B)’de örneğin sarı atomlar gene sarı olarak, kırmızı kırmızı olarak kalır; tür dönüşümü yoktur. |
3. Kütlenin Korunumu | Toplam kütle (girenler) = Toplam kütle (ürünler). | Her renk atomunun kütlesi sabit olup, üründe de aynı toplam kütle mevcuttur. |
4. Kimyasal Bağların Reorganizasyonu | Tepkime sırasında sadece bağlar kopar ve yeniden oluşur, atomlar aynen kalır. | (B) ‘de sadece atomların yeri/moleküler yapısı değişir; hiçbir atom ortadan kaybolmaz veya yeni atom eklenmez. |
Sonuç ve Kısa Hatırlatma
- Soru: “Kimyasal tepkimelerde atom sayısı, atom çeşidi ve kütle korunur; seçeneklerden hangisi yukarıdaki tepkime kurallarına uygundur?”
- Cevap: (B) şıkkı.
- Gerekçe: (B) şıkkı, tüm korunma yasalarını (kütle, atom türü, atom sayısı) eksiksiz yerine getiren tek modeldir.
Bu sayede kimyasal tepkime kurallarını anlama ve denklemi görsel yolla dengeleme becerisini de göstermiş olduk.