📄 10. Sınıf Kimya: İdeal gaz yasası ve kimyasal tepkimelerde hesaplamalar Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Öncelikle \(CH_4\)'ün mol kütlesini hesaplayalım: \(M_{CH_4} = 12 + (4 \times 1) = 16\ g/mol\).

Verilen \(CH_4\) kütlesini mole çevirelim: \(n_{CH_4} = \frac{m}{M} = \frac{6,4\ g}{16\ g/mol} = 0,4\ mol\).

Tepkime denklemine göre, 1 mol \(CH_4\)'ten 1 mol \(CO_2\) oluşur.

Bu durumda, 0,4 mol \(CH_4\)'ten 0,4 mol \(CO_2\) oluşacaktır.

Normal koşullarda (NŞA), 1 mol ideal gaz 22,4 litre hacim kaplar.

Oluşan \(CO_2\) gazının hacmini hesaplayalım: \(V_{CO_2} = n_{CO_2} \times 22,4\ L/mol = 0,4\ mol \times 22,4\ L/mol = 8,96\ L\).

Sonuç olarak, 6,4 gram \(CH_4\) gazının yakılmasıyla normal koşullarda 8,96 litre \(CO_2\) gazı oluşur.

💡 Çözüm Adımları:

İdeal gaz yasası denklemi \(PV=nRT\) şeklindedir.

Verilen değerleri uygun birimlere çevirelim:

Basınç (P) = 1,5 atm

Hacim (V) = 4,1 L

Sıcaklık (T) = \(27^\circ C\). Mutlak sıcaklığa (Kelvin) çevirmemiz gerekir: \(T = 27 + 273 = 300\ K\).

İdeal gaz sabiti (R) = 0,082 L atm/mol K.

Mol sayısını (n) bulmak için denklemi düzenleyelim: \(n = \frac{PV}{RT}\).

Değerleri yerine koyalım:

\[n = \frac{(1,5\ atm) \times (4,1\ L)}{(0,082\ L \cdot atm \cdot mol^{-1} \cdot K^{-1}) \times (300\ K)}\]

\[n = \frac{6,15}{24,6}\]

\[n = 0,25\ mol\]

Bu ideal gazın mol sayısı 0,25 moldür.

💡 Çözüm Adımları:

Öncelikle reaktanların mol kütlelerini ve başlangıç mol sayılarını hesaplayalım:

\(M_{C_3H_8} = (3 \times 12) + (8 \times 1) = 36 + 8 = 44\ g/mol\)

\(M_{O_2} = 2 \times 16 = 32\ g/mol\)

Başlangıç mol sayıları:

\(n_{C_3H_8} = \frac{8,8\ g}{44\ g/mol} = 0,2\ mol\)

\(n_{O_2} = \frac{16\ g}{32\ g/mol} = 0,5\ mol\)



a) Sınırlayıcı bileşeni belirleme:

Tepkime denklemi: \(C_3H_8(g) + 5O_2(g) \to 3CO_2(g) + 4H_2O(g)\)

Katsayılara göre oran: 1 mol \(C_3H_8\) için 5 mol \(O_2\) gerekir.

Mevcut moller: 0,2 mol \(C_3H_8\) ve 0,5 mol \(O_2\).



Yöntem 1: \(C_3H_8\)'i bitirelim.

Eğer 0,2 mol \(C_3H_8\) tamamen harcanırsa, \(0,2 \times 5 = 1,0\ mol\ O_2\) gerekir.

Ancak elimizde sadece 0,5 mol \(O_2\) var. Bu miktar yetersizdir. Dolayısıyla \(O_2\) sınırlayıcı bileşendir.



Yöntem 2: \(O_2\)'yi bitirelim.

Eğer 0,5 mol \(O_2\) tamamen harcanırsa, \(0,5 / 5 = 0,1\ mol\ C_3H_8\) gerekir.

Elimizde 0,2 mol \(C_3H_8\) var. Bu miktar yeterlidir ve artacaktır.

Sonuç olarak, sınırlayıcı bileşen \(O_2\)'dir.



b) Oluşan \(CO_2\) kütlesini hesaplama:

Sınırlayıcı bileşen \(O_2\) olduğu için, oluşan ürün miktarı \(O_2\)'ye göre hesaplanır.

Tepkimeye göre 5 mol \(O_2\)'den 3 mol \(CO_2\) oluşur.

Elimizdeki 0,5 mol \(O_2\) harcandığında oluşacak \(CO_2\) mol sayısı:

\(n_{CO_2} = 0,5\ mol\ O_2 \times \frac{3\ mol\ CO_2}{5\ mol\ O_2} = 0,3\ mol\ CO_2\)

\(CO_2\)'nin mol kütlesi: \(M_{CO_2} = 12 + (2 \times 16) = 12 + 32 = 44\ g/mol\)

Oluşan \(CO_2\) kütlesi: \(m_{CO_2} = n_{CO_2} \times M_{CO_2} = 0,3\ mol \times 44\ g/mol = 13,2\ g\).

Tepkime sonunda 13,2 gram \(CO_2\) oluşur.