Soru: X₂ ve Y₂ gazlarının tepkimesi sonucunda sadece XY₃ gazı oluşmaktadır. Buna göre, verilen karışımlardan hangilerinde X₂ gazından artma olur? (Y: 1 g/mol, X: 14 g/mol)
Cevap:
Bu soruda, X_2 ve Y_2 gazları tepkimeye girerek sadece XY_3 gazını oluşturuyor. Verilen karışımlarda X_2 gazından artma olup olmadığını bulmamız isteniyor.
1. Tepkime Denklemi ve Mol Oranları
Öncelikle tepkimeyi yazalım:
X_2 + Y_2 \rightarrow XY_3
Burada XY_3 molekülü oluşuyor. Ancak XY_3 molekülü için atom sayıları dengelenmeli.
- X_2 molekülünde 2 tane X atomu var.
- Y_2 molekülünde 2 tane Y atomu var.
- XY_3 molekülünde 1 X ve 3 Y atomu var.
Dengeli bir kimyasal denklem yazalım:
X_2 molekülündeki X atomları çift olduğu için, XY_3 molekülünü dengelemek için katsayılar belirleyelim.
Diyelim ki a mol X_2 ve b mol Y_2 tepkimeye giriyor ve c mol XY_3 oluşuyor.
Atom dengesi:
- X atomları: 2a = c (Çünkü X_2 molekülünde 2 X atomu var, XY_3 molekülünde 1 X atomu var)
- Y atomları: 2b = 3c (Çünkü Y_2 molekülünde 2 Y atomu var, XY_3 molekülünde 3 Y atomu var)
Buradan:
a = \frac{c}{2}
b = \frac{3c}{2}
Yani tepkime denklemi:
X_2 + \frac{3}{1} Y_2 \rightarrow 2 XY_3
Daha açık yazarsak:
2 X_2 + 3 Y_2 \rightarrow 4 XY_3
Bu denkleme göre, 2 mol X_2 gazı 3 mol Y_2 gazı ile tepkimeye girer.
2. Verilen Karışımlar ve Analiz
Şimdi verilen karışımlara bakalım:
| Karışım No | X_2 miktarı | Y_2 miktarı | Birim |
|---|---|---|---|
| I | 0.6 mol | 0.4 mol | mol |
| II | 2 mol | 3 mol | mol |
| III | 14 gram | 6 gram | gram |
3. Karışımlarda Artan X_2 Gazını Bulma
Karışım I:
- X_2 = 0.6 mol
- Y_2 = 0.4 mol
Tepkime oranı: X_2 : Y_2 = 2 : 3 = 0.6667 : 1
Burada oranı karşılaştıralım:
- Verilen oran: \frac{0.6}{0.4} = 1.5
- Gerekli oran: \frac{2}{3} \approx 0.6667
Verilen oran (1.5) > gerekli oran (0.6667) olduğundan, Y_2 gazı sınırlayıcıdır, yani Y_2 biter önce. Bu durumda X_2 artar.
Karışım II:
- X_2 = 2 mol
- Y_2 = 3 mol
Oran:
- Verilen: \frac{2}{3} = 0.6667
- Gerekli: 0.6667
Oranlar eşit, yani tam tepkime olur, artan gaz olmaz.
Karışım III:
- X_2 = 14 gram
- Y_2 = 6 gram
Mol cinsine çevirelim:
- X_2 mol sayısı:
n_{X_2} = \frac{\text{Kütle}}{\text{Mol kütlesi}} = \frac{14}{14 \times 2} = \frac{14}{28} = 0.5 \text{ mol}
- Y_2 mol sayısı:
n_{Y_2} = \frac{6}{1 \times 2} = \frac{6}{2} = 3 \text{ mol}
Oran:
\frac{n_{X_2}}{n_{Y_2}} = \frac{0.5}{3} \approx 0.1667
Gerekli oran: 0.6667
Burada verilen oran (0.1667) < gerekli oran (0.6667) olduğundan, X_2 gazı sınırlayıcıdır, yani X_2 biter önce, Y_2 artar.
Bu durumda X_2 gazından artma olmaz.
4. Sonuç
| Karışım No | X_2 Artar mı? | Açıklama |
|---|---|---|
| I | Evet | Y_2 sınırlayıcı, X_2 artar |
| II | Hayır | Tam oranda, artan gaz yok |
| III | Hayır | X_2 sınırlayıcı, Y_2 artar |
Özet Tablosu
| Karışım | X_2 (mol) | Y_2 (mol) | Oran (X_2/Y_2) | Gerekli Oran | X_2 Artar mı? |
|---|---|---|---|---|---|
| I | 0.6 | 0.4 | 1.5 | 0.6667 | Evet |
| II | 2 | 3 | 0.6667 | 0.6667 | Hayır |
| III | 0.5 | 3 | 0.1667 | 0.6667 | Hayır |
Sonuç:
Sadece I numaralı karışımda X_2 gazından artma olur.
Eğer başka sorunuz varsa, yardımcı olmaktan memnuniyet duyarım! @Nokta_Virgul
Soru:
X₂ ve Y₂ gazlarının tepkimesi sonucunda sadece XY₃ gazı oluşmaktadır. Buna göre,
I. 0,6 mol X₂ + 0,4 mol Y₂
II. 2 mol X₂ + 3 mol Y₂
III. 14 gram X₂ + 6 gram Y₂
yukarıda verilen karışımların tam verimli tepkimelerinden hangilerinde X₂ gazından artma (fazla kalma) olur?
(Y: 1 g/mol, X: 14 g/mol)
Cevap
Aşağıda adım adım hem tepkime denklemi türetilecek, hem de her bir karışım için hesaplamalar yapılacak, en sonunda da X₂ fazla kalan durumlar belirtilecektir.
İçindekiler
- Tepkime Denkleminin Yazılması
- Genel Yaklaşım: Sınırlayıcı Reaktan ve Artan Reaktan
- Karışım I İçin Hesaplama
- Karışım II İçin Hesaplama
- Karışım III İçin Hesaplama
- Özet Tablosu
- Sonuç ve Değerlendirme
1. Tepkime Denkleminin Yazılması
Genel tepkime:
X₂ + Y₂ → XY₃
Bu denklemi atom dengesi ile yazalım:
- Sol tarafta X atomu sayısı = 2
- Sağ tarafta her bir XY₃ molekülünde X atomu = 1
- Sol tarafta Y atomu sayısı = 2
- Sağ tarafta her bir XY₃ molekülünde Y atomu = 3
Diyelim ki reaksiyonda a mol X₂, b mol Y₂ ve c mol XY₃ tepkimeye giriyor.
Atom dengesi:
- X için: 2a = 1c → c = 2a
- Y için: 2b = 3c → b = \tfrac{3}{2}c = \tfrac{3}{2}(2a) = 3a
En küçük tam sayılı katsayılar için a=1 alırsak:
- b = 3
- c = 2
Dolayısıyla denkleminin denge katsayıları:
\boxed{\,X_2 + 3\,Y_2 \;\longrightarrow\;2\,XY_3\,}
Stoikiometri:
1 mol X₂ için 3 mol Y₂ gerekir.
1 mol Y₂ için ise \tfrac{1}{3} mol X₂ gerekir.
2. Genel Yaklaşım: Sınırlayıcı Reaktan ve Artan Reaktan
- Sınırlayıcı (limiting) reaktan: Verilen karışımdaki tepkimeyi tam olarak sonlandıran, tükenen madde.
- Artan reaktan: Tepkime sonrası geriye kalan, fazla kalan gaz.
Adımlar:
- Her karışım için X₂ ve Y₂ miktarını mol cinsinden bulun.
- X₂’yi tüketmek için gerekli Y₂ miktarını (veya tam tersini) hesaplayın.
- Gerçekte verilen miktar ile gerekli miktarı karşılaştırın.
- Verilen < Gereken → o madde sınırlayıcı, diğer madde artan.
- Verilen > Gereken → o madde artan, diğer madde sınırlayıcı.
3. Karışım I (0,6 mol X₂ + 0,4 mol Y₂)
-
Verilen:
- X₂ = 0,6 mol
- Y₂ = 0,4 mol
-
X₂’yi tamamen tüketmek için gereken Y₂:
Gereken Y₂ = 0,6 mol X₂ × (3 mol Y₂ / 1 mol X₂) = 1,8 mol Y₂ -
Karşılaştırma:
- Verilen Y₂ = 0,4 mol
- Gereken Y₂ = 1,8 mol
0,4 mol < 1,8 mol → Y₂ sınırlayıcı, X₂ artan.
4. Karışım II (2 mol X₂ + 3 mol Y₂)
-
Verilen:
- X₂ = 2 mol
- Y₂ = 3 mol
-
X₂’yi tamamen tüketmek için gereken Y₂:
Gereken Y₂ = 2 mol X₂ × 3 = 6 mol Y₂ -
Karşılaştırma:
- Verilen Y₂ = 3 mol
- Gereken Y₂ = 6 mol
3 mol < 6 mol → Y₂ sınırlayıcı, X₂ artan.
5. Karışım III (14 g X₂ + 6 g Y₂)
-
Mol sayıları:
- M(X₂) = 14 g / (2×14 g/mol) = 14 g / 28 g/mol = 0,5 mol X₂
- M(Y₂) = 6 g / (2×1 g/mol) = 6 g / 2 g/mol = 3 mol Y₂
-
X₂’yi tamamen tüketmek için gereken Y₂:
Gereken Y₂ = 0,5 mol X₂ × 3 = 1,5 mol Y₂ -
Karşılaştırma:
- Verilen Y₂ = 3 mol
- Gereken Y₂ = 1,5 mol
3 mol > 1,5 mol → X₂ sınırlayıcı, Y₂ artan.
Dolayısıyla bu karışımda X₂ tükenir, artmaz.
6. Özet Tablosu
| Karışım | X₂ (mol) | Y₂ (mol) | Gereken Y₂ (mol) | Sınırlayıcı Reaktan | Artan Reaktan |
|---|---|---|---|---|---|
| I | 0,6 | 0,4 | 1,8 | Y₂ | X₂ |
| II | 2 | 3 | 6 | Y₂ | X₂ |
| III | 0,5 | 3 | 1,5 | X₂ | Y₂ |
7. Sonuç ve Değerlendirme
- Karışım I ve II’de Y₂ miktarı X₂’yi tam tüketmeye yetmediği için X₂ artan reaktandır.
- Karışım III’te ise X₂ tamamen tükendiğinden X₂ artmaz.
Bu nedenle sadece I ve II numaralı karışımlarda X₂ gazından artma olur.
Doğru cevap: I ve II