📄 10. Sınıf Kimya: Artan Madde Problemleri Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

\( \text{a) Sınırlayıcı maddeyi belirleyiniz.} \) \( \text{Öncelikle verilen kütleleri mole çevirelim:} \) \( \text{Al için:} \) \( n_{Al} = \frac{m}{M_A} = \frac{5,4 \text{ g}}{27 \text{ g/mol}} = 0,2 \text{ mol} \) \( \text{Cl}_2 \text{ için:} \) \( n_{Cl_2} = \frac{m}{M_A} = \frac{14,2 \text{ g}}{71 \text{ g/mol}} = 0,2 \text{ mol} \) \( \text{Tepkime denklemi:} \) \( 2Al(k) + 3Cl_2(g) \rightarrow 2AlCl_3(k) \) \( \text{Katsayılara göre oran:} \) \( \text{Al için:} \frac{0,2 \text{ mol}}{2} = 0,1 \) \( \text{Cl}_2 \text{ için:} \frac{0,2 \text{ mol}}{3} \approx 0,067 \) \( \text{Oranı küçük olan } Cl_2 \text{ sınırlayıcı maddedir.} \) \( \text{b) Kaç gram } AlCl_3 \text{ oluşur?} \) \( \text{Sınırlayıcı madde } Cl_2 \text{ olduğu için ürün miktarı ona göre hesaplanır.} \) \( 3 \text{ mol } Cl_2 \text{ harcandığında } 2 \text{ mol } AlCl_3 \text{ oluşur.} \) \( 0,2 \text{ mol } Cl_2 \text{ harcandığında } x \text{ mol } AlCl_3 \text{ oluşur.} \) \( x = \frac{0,2 \times 2}{3} = \frac{0,4}{3} \approx 0,133 \text{ mol } AlCl_3 \) \( \text{AlCl}_3 \text{ mol kütlesi:} \) \( M_{AlCl_3} = 27 + 3 \times 35,5 = 27 + 106,5 = 133,5 \text{ g/mol} \) \( \text{Oluşan } AlCl_3 \text{ kütlesi:} \) \( m_{AlCl_3} = n \times M_A = 0,133 \text{ mol} \times 133,5 \text{ g/mol} \approx 17,76 \text{ gram} \) \( \text{c) Hangi maddeden kaç gram artar?} \) \( \text{Sınırlayıcı madde } Cl_2 \text{ olduğu için } Al \text{ artacaktır.} \) \( 3 \text{ mol } Cl_2 \text{ harcandığında } 2 \text{ mol } Al \text{ harcanır.} \) \( 0,2 \text{ mol } Cl_2 \text{ harcandığında } y \text{ mol } Al \text{ harcanır.} \) \( y = \frac{0,2 \times 2}{3} = \frac{0,4}{3} \approx 0,133 \text{ mol } Al \) \( \text{Başlangıçtaki } Al \text{ mol sayısı:} 0,2 \text{ mol} \) \( \text{Harcanan } Al \text{ mol sayısı:} 0,133 \text{ mol} \) \( \text{Artan } Al \text{ mol sayısı:} 0,2 - 0,133 = 0,067 \text{ mol} \) \( \text{Artan } Al \text{ kütlesi:} \) \( m_{artan Al} = n \times M_A = 0,067 \text{ mol} \times 27 \text{ g/mol} \approx 1,81 \text{ gram} \)

💡 Çözüm Adımları:

\( \text{a) Tepkime denklemini denkleştiriniz.} \) \( SO_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow SO_3(g) \) \( \text{veya} \) \( 2SO_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2SO_3(g) \) \( \text{b) Hangi maddeden kaç gram artar?} \) \( \text{Mol kütleleri:} \) \( M_{SO_2} = 32 + 2 \times 16 = 64 \text{ g/mol} \) \( M_{O_2} = 2 \times 16 = 32 \text{ g/mol} \) \( \text{Başlangıç mol sayıları:} \) \( n_{SO_2} = \frac{6,4 \text{ g}}{64 \text{ g/mol}} = 0,1 \text{ mol} \) \( n_{O_2} = \frac{3,2 \text{ g}}{32 \text{ g/mol}} = 0,1 \text{ mol} \) \( \text{Denkleştirilmiş tepkime:} \) \( 2SO_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2SO_3(g) \) \( \text{Sınırlayıcı madde tespiti:} \) \( \text{SO}_2 \text{ için:} \frac{0,1 \text{ mol}}{2} = 0,05 \) \( \text{O}_2 \text{ için:} \frac{0,1 \text{ mol}}{1} = 0,1 \) \( \text{Oranı küçük olan } SO_2 \text{ sınırlayıcı maddedir.} \) \( \text{Artan madde } O_2 \text{ olacaktır.} \) \( 2 \text{ mol } SO_2 \text{ harcandığında } 1 \text{ mol } O_2 \text{ harcanır.} \) \( 0,1 \text{ mol } SO_2 \text{ harcandığında } x \text{ mol } O_2 \text{ harcanır.} \) \( x = \frac{0,1 \times 1}{2} = 0,05 \text{ mol } O_2 \) \( \text{Başlangıç } O_2 \text{ mol sayısı:} 0,1 \text{ mol} \) \( \text{Harcanan } O_2 \text{ mol sayısı:} 0,05 \text{ mol} \) \( \text{Artan } O_2 \text{ mol sayısı:} 0,1 - 0,05 = 0,05 \text{ mol} \) \( \text{Artan } O_2 \text{ kütlesi:} \) \( m_{artan O_2} = n \times M_A = 0,05 \text{ mol} \times 32 \text{ g/mol} = 1,6 \text{ gram} \) \( \text{c) Kaç mol } SO_3 \text{ gazı oluşur?} \) \( \text{Sınırlayıcı madde } SO_2 \text{ olduğu için } SO_3 \text{ miktarı ona göre hesaplanır.} \) \( 2 \text{ mol } SO_2 \text{ harcandığında } 2 \text{ mol } SO_3 \text{ oluşur.} \) \( 0,1 \text{ mol } SO_2 \text{ harcandığında } y \text{ mol } SO_3 \text{ oluşur.} \) \( y = \frac{0,1 \times 2}{2} = 0,1 \text{ mol } SO_3 \)

💡 Çözüm Adımları:

\( \text{Mol kütleleri:} \) \( M_{CH_4} = 12 + 4 \times 1 = 16 \text{ g/mol} \) \( M_{O_2} = 2 \times 16 = 32 \text{ g/mol} \) \( M_{H_2O} = 2 \times 1 + 16 = 18 \text{ g/mol} \) \( \text{Oluşan } H_2O \text{ mol sayısı:} \) \( n_{H_2O} = \frac{m}{M_A} = \frac{18 \text{ g}}{18 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol} \) \( \text{Tepkime denklemi:} \) \( CH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g) \) \( \text{Denklemden, } 2 \text{ mol } H_2O \text{ oluşması için } 1 \text{ mol } CH_4 \text{ ve } 2 \text{ mol } O_2 \text{ gerekir.} \) \( \text{1 mol } H_2O \text{ oluştuğuna göre:} \) \( \text{Harcanan } CH_4 \text{ mol sayısı:} \frac{1 \text{ mol } H_2O}{2} \times 1 \text{ mol } CH_4 = 0,5 \text{ mol } CH_4 \) \( \text{Harcanan } O_2 \text{ mol sayısı:} \frac{1 \text{ mol } H_2O}{2} \times 2 \text{ mol } O_2 = 1 \text{ mol } O_2 \) \( \text{Harcanan kütleler:} \) \( m_{CH_4} = 0,5 \text{ mol} \times 16 \text{ g/mol} = 8 \text{ gram} \) \( m_{O_2} = 1 \text{ mol} \times 32 \text{ g/mol} = 32 \text{ gram} \) \( \text{Tepkimeye giren } O_2 \text{ miktarı } CH_4 \text{ miktarından daha fazla olduğu için, } O_2 \text{ sınırlayıcı madde olamazdı. Eşit kütlelerde alındığı için } CH_4 \text{ artan madde, } O_2 \text{ sınırlayıcı maddedir.} \) \( \text{Başlangıçta eşit kütlelerde alındığına göre, harcanan miktarı daha fazla olan } O_2 \text{ sınırlayıcıdır.} \) \( \text{Yani başlangıçta her iki maddeden de } 32 \text{ gram alınmıştır.} \) \( \text{Başlangıçta alınan toplam kütle:} \) \( m_{toplam} = 32 \text{ g } CH_4 + 32 \text{ g } O_2 = 64 \text{ gram} \)