Soru: Yukarıdaki problemde kaptaki gazların özelliklerine dair verilen ifadelerden hangileri doğrudur?
O2’nin mol kesrinin 0,2 olduğu bilgisine dayanarak problem çözümü:
1. Kaptaki Toplam Basınç (1 atm midir?)
Kaptaki toplam basınç, ideal gaz varsayımına göre sabit hacimde ve sıcaklıkta, toplam mol miktarı üzerinden hesaplanır. Elde edilen veriler:
- P_0 = 1\,atm, bu sabit.
- Mol kesri \chi_{O_2}:\chi_{O_2} = \frac{n_{O_2}}{n_{O_2} + n_{SO_3}} = 0,2
Bu, kaptaki toplam basıncı 1 atm olarak doğrular.
Sonuç: I. doğru.
2. Gazların Kütle Oranı (\frac{m_{SO_3}}{m_{O_2}})
Mol kesrine göre n_{O_2} = 0,2n_{toplam} ve n_{SO_3} = 0,8n_{toplam} (Çünkü n_{O_2} + n_{SO_3} = n_{toplam}).
Maddelerin mol ağırlıkları:
- M_{O_2} = 32\,g/mol
- M_{SO_3} = 80\,g/mol
Kütleler:
m_{O_2} = n_{O_2} \cdot M_{O_2} \quad \text{ve} \quad m_{SO_3} = n_{SO_3} \cdot M_{SO_3}
Kütle oranı hesaplanır:
\frac{m_{SO_3}}{m_{O_2}} = \frac{(0,8n_{toplam} \cdot 80)}{(0,2n_{toplam} \cdot 32)} = \frac{64}{6,4} = 10
Sonuç: II. doğru.
3. SO3 Gazının Kısmi Basıncı (0,8 atm midir?)
Kısmi basınç formülü:
P_{SO_3} = \chi_{SO_3} \cdot P_{toplam}
Mol kesri ve toplam basınç hesaplanarak:
\chi_{SO_3} = 0,8 \quad \text{ve} \quad P_{SO_3} = 0,8 \cdot 1 = 0,8\,atm
Sonuç: III. doğru.