KClO_{3} katısının ısıtılarak bozunması sonucunda ortaya çıkan O_{2} gazı su üzerinde toplanmaktadır. 27 °C’de ve 787 torr basıncında toplanan O_{2} gazının hacmi 1,23 L’dir. Buna göre elde edilen O_{2} gazı kaç gramdır?
(O: 16 g/mol, $ 27 °C'de suyun buhar basıncı 27$ mmHg’dir.)
A) 0,8
B) 1,6
C) 3,2
D) 4,8
E) 9,6
Su Üstünde Gaz Toplama ve İdeal Gaz Yasası Hesaplaması
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Su üzerinde toplanan gazlarda toplam basınç, gazın kısmi basıncı ile suyun buhar basıncının toplamına eşittir (P_{\text{toplam}} = P_{\text{gaz}} + P_{\text{H}_2\text{O}}). Kuru gazın mol sayısı ise İdeal Gaz Denklemi (P \cdot V = n \cdot R \cdot T) kullanılarak hesaplanır.
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — Kuru \text{O}_2 Gazının Kısmi Basıncını Bulma
1\text{ torr} = 1\text{ mmHg} olduğundan, toplam basınçtan 27\text{ }^\circ\text{C}'deki suyun denge buhar basıncı çıkarılarak kuru oksijen gazının basıncı bulunur ve atmosfere çevrilir:
P_{\text{O}_2} = P_{\text{toplam}} - P_{\text{H}_2\text{O}} = 787 - 27 = 760\text{ torr} = 1\text{ atm}
Adım 2 — \text{O}_2 Gazının Mol Sayısını Hesaplama
Sıcaklık mutlak sıcaklığa (T = 27 + 273 = 300\text{ K}) çevrilerek P \cdot V = n \cdot R \cdot T bağıntısında yerine yazılır (R = 0,082\text{ L}\cdot\text{atm/mol}\cdot\text{K}, V = 1,23\text{ L}):
1 \cdot 1,23 = n \cdot 0,082 \cdot 300 \implies 1,23 = n \cdot 24,6 \implies n = \frac{1,23}{24,6} = 0,05\text{ mol}
Adım 3 — Gaz Kütlesini Hesaplama
\text{O}_2 gazının mol kütlesi M_A = 2 \times 16 = 32\text{ g/mol}'dür. Kütle formülü (m = n \cdot M_A) uygulandığında:
m = 0,05\text{ mol} \times 32\text{ g/mol} = 1,6\text{ g}
CEVAP: B) 1,6 (m_{\text{O}_2} = 1,6\text{ g})
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Su üstünde toplanan gaz sorularında toplam basınca suyun buhar basıncının dahil olduğunu unutmamak gerekir; ideal gaz denklemine doğrudan 787\text{ torr} yazmak en sık yapılan çeldirici hatadır. Ayrıca 1\text{ torr} = 1\text{ mmHg} ve 760\text{ mmHg} = 1\text{ atm} dönüşümleri daima hatırda tutulmalıdır.