💡 10. Sınıf Kimya: Kimyasal tepkime denklemleri Çözümlü Örnekler

Kimyasal tepkimeleri denkleştirirken atom türü ve sayısının korunumu ilkesinden yararlanırız. Adım adım denkleştirelim:

• 1. Adım: En karmaşık görünen bileşiğin (\( \text{C}_3\text{H}_8 \)) katsayısını \( 1 \) olarak kabul edelim.
• 2. Adım: Karbon (\( \text{C} \)) atom sayılarını eşitleyelim. Girenlerde \( 3 \) tane \( \text{C} \) vardır. Ürünlerde de \( 3 \) tane olması için \( \text{CO}_2 \)'nin katsayısı \( b = 3 \) olmalıdır.
• 3. Adım: Hidrojen (\( \text{H} \)) atom sayılarını eşitleyelim. Girenlerde \( 8 \) tane \( \text{H} \) vardır. Ürünlerde de \( 8 \) tane olması için \( \text{H}_2\text{O} \)'nun katsayısı \( c = 4 \) olmalıdır (\( 4 \times 2 = 8 \)).
• 4. Adım: Oksijen (\( \text{O} \)) atom sayılarını eşitleyelim. Ürünler kısmında toplam:
  \( 3 \times 2 \) (CO\(_2\)'den) \( + 4 \times 1 \) (H\(_2\)O'dan) \( = 10 \) oksijen atomu vardır.
  Girenlerde de \( 10 \) oksijen atomu olması için \( \text{O}_2 \)'nin katsayısı \( a = 5 \) olmalıdır (\( 5 \times 2 = 10 \)).

✅ Bu durumda tepkimenin en küçük tam sayılarla denkleşmiş hali:

\[ \text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O} \]

👉 Oksijen gazının katsayısı 5 olarak bulunur.

Kimyasal tepkimelerde atomların cinsi ve sayısı her zaman korunur. Girenler ve ürünler tarafındaki atom sayılarını karşılaştırarak X maddesini bulalım:

• Ürünler tarafındaki atomlar:
  • Azot (\( \text{N} \)): \( 4 \) adet
  • Hidrojen (\( \text{H} \)): \( 6 \times 2 = 12 \) adet
  • Oksijen (\( \text{O} \)): \( (4 \times 2) + (6 \times 1) = 14 \) adet
• Girenler tarafındaki bilinen atomlar:
  • Oksijen (\( \text{O} \)): \( 5 \times 2 = 10 \) adet
• Farkı hesaplayalım (2X içindeki atomlar):
  • Azot farkı: \( 4 - 0 = 4 \) adet \( \text{N} \) olmalı.
  • Hidrojen farkı: \( 12 - 0 = 12 \) adet \( \text{H} \) olmalı.
  • Oksijen farkı: \( 14 - 10 = 4 \) adet \( \text{O} \) olmalı.

💡 Bulduğumuz bu farklar \( 2\text{X} \) molekülünün içindeki toplam atomlardır. Tek bir X molekülünü bulmak için tüm sayıları \( 2 \)'ye böleriz:

• \( \text{N} \) sayısı: \( 4 \div 2 = 2 \)
• \( \text{H} \) sayısı: \( 12 \div 2 = 6 \)
• \( \text{O} \) sayısı: \( 4 \div 2 = 2 \)

✅ Buradan X maddesinin kimyasal formülü \( \text{N}_2\text{H}_6\text{O}_2 \) (veya amonyum nitrit türevi formda yazımı) olarak belirlenir.

Nötralleşme tepkimelerinde asitten gelen \( \text{H}^+ \) iyonu ile bazdan gelen \( \text{OH}^- \) iyonu birleşerek su (\( \text{H}_2\text{O} \)) oluşturur. Atom sayılarını eşitleyerek \( x \) değerini bulalım:

• Girenler tarafındaki atomlar:
  • Potasyum (\( \text{K} \)): \( 3 \) adet
  • Fosfor (\( \text{P} \)): \( 1 \) adet
  • Hidrojen (\( \text{H} \)): \( 3 \) (asitten) \( + 3 \) (bazdan) \( = 6 \) adet
  • Oksijen (\( \text{O} \)): \( 4 \) (asitten) \( + 3 \) (bazdan) \( = 7 \) adet
• Ürünler tarafındaki atomlar:
  • Potasyum (\( \text{K} \)): \( 3 \) adet (Eşit)
  • Fosfor (\( \text{P} \)): \( 1 \) adet (Eşit)
  • Oksijen (\( \text{O} \)): \( 4 \) (tuzdan) \( + x \) (sudan) adet
  • Hidrojen (\( \text{H} \)): \( 2x \) adet

💡 Hidrojen sayılarını eşitleyerek \( x \)'i çekelim:

\[ 6 = 2x \]

\[ x = 3 \]

✅ Tepkime denklemindeki x katsayısı 3 olmalıdır.

Demirin paslanma tepkimesini adım adım denkleştirelim:

• 1. Adım: Ürünlerde \( 2 \) adet \( \text{Fe} \) atomu vardır. Girenlerde de \( 2 \) adet olması için \( \text{Fe} \)'nin önüne \( 2 \) yazalım:
  \[ 2\text{Fe} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 \]
• 2. Adım: Ürünlerde \( 3 \) adet oksijen atomu vardır. Girenlerdeki \( \text{O}_2 \) molekülünün önüne \( \frac{3}{2} \) yazarak oksijenleri eşitleyelim:
  \[ 2\text{Fe} + \frac{3}{2}\text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 \]
• 3. Adım: Soru bizden en küçük tam sayılarla denkleştirmemizi istemektedir. Kesirli katsayıdan kurtulmak için tüm tepkimeyi \( 2 \) ile çarpalım:
  \[ 2 \times \left( 2\text{Fe} + \frac{3}{2}\text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 \right) \]
  \[ 4\text{Fe} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Fe}_2\text{O}_3 \]

✅ En küçük tam sayılarla denkleştirilmiş tepkimede demir (\( \text{Fe} \)) atomunun katsayısı 4 olur.

Tepkimedeki atom gruplarını (özellikle sülfat iyonunu - \( \text{SO}_4^{2-} \)) bir bütün olarak düşünerek denkleştirmeyi kolaylaştırabiliriz:

• 1. Adım: Ürünlerde \( 2 \) tane \( \text{Al} \) atomu vardır. Girenlerdeki \( \text{Al} \)'nin önüne \( 2 \) yazalım:
  \[ 2\text{Al} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{H}_2 \]
• 2. Adım: Ürünlerde \( 3 \) tane \( \text{SO}_4 \) grubu vardır. Girenlerde de \( 3 \) tane olması için \( \text{H}_2\text{SO}_4 \)'ün önüne \( 3 \) yazalım:
  \[ 2\text{Al} + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{H}_2 \]
• 3. Adım: Girenlerde \( 3 \times 2 = 6 \) tane \( \text{H} \) atomu oldu. Ürünlerde de \( 6 \) tane \( \text{H} \) olması için \( \text{H}_2 \)'nin önüne \( 3 \) yazalım:
  \[ 2\text{Al} + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 3\text{H}_2 \]

💡 Katsayılar tam sayı olduğu için ekstra bir işlem yapmamıza gerek yoktur. Girenlerin katsayıları toplamı:

\[ 2 \text{ (Al'den)} + 3 \text{ (H}_2\text{SO}_4\text{'ten)} = 5 \]

✅ Girenlerin katsayıları toplamı 5 olarak bulunur.

Bu soruyu çözmek için öncelikle propan gazının yanma tepkimesini yazıp denkleştirmeliyiz:

• Tepkime Yazımı: Organik bileşikler yandığında \( \text{CO}_2 \) ve \( \text{H}_2\text{O} \) oluşur.
  \[ \text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \]
• Denkleştirme:
  • Girenlerde \( 3 \) karbon var, ürünlerde \( 3\text{CO}_2 \) olmalı.
  • Girenlerde \( 8 \) hidrojen var, ürünlerde \( 4\text{H}_2\text{O} \) olmalı.
• Denkleşmiş Denklem:
  \[ \text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O} \]

💡 Tepkime katsayıları maddelerin mol oranlarını verir. Denkleme göre:

\[ 1 \text{ mol } \text{C}_3\text{H}_8 \text{ yandığında } 4 \text{ mol } \text{H}_2\text{O} \text{ oluşur.} \]

✅ Cevabımız 4 mol su oluşacağıdır.

Modeli inceleyerek maddelerin formüllerini yazalım:

• 🔴🔴 molekülü iki atomlu bir elementtir: \( \text{X}_2 \)
• 🔵🔵 molekülü iki atomlu bir elementtir: \( \text{Y}_2 \)
• 🔴🔵 molekülü iki farklı atomdan oluşan bir bileşiktir: \( \text{XY} \)
• Tepkime denklemi: \( \text{X}_2 + \text{Y}_2 \rightarrow 2\text{XY} \)

Şimdi öncülleri değerlendirelim:

• I. Yargı: İki farklı element birleşerek yeni bir bileşik oluşturmuştur. Bu bir sentez (birleşme) tepkimesidir. (Doğru)
• II. Yargı: Girenlerde \( 2 \) kırmızı, \( 2 \) mavi atom vardır. Ürünlerde de \( 2 \) kırmızı, \( 2 \) mavi atom vardır. Atom sayısı ve türü korunmuştur. (Doğru)
• III. Yargı: Girenlerde \( 2 \) molekül (\( 1 \) adet \( \text{X}_2 \) ve \( 1 \) adet \( \text{Y}_2 \)), ürünlerde ise \( 2 \) molekül (\( 2 \) adet \( \text{XY} \)) vardır. Molekül sayısı korunmuştur. (Doğru)

✅ Bu durumda I, II ve III yargılarının tamamı doğrudur.

Kütlenin korunumu kanununu uygulayalım:

• Kural: \( m_{\text{girenler}} = m_{\text{ürünler}} \)
• Tepkime Kütle Dengesi:
  \[ m_{\text{CaCO}_3} = m_{\text{CaO}} + m_{\text{CO}_2} \]
• Değerleri yerine yazalım:
  \[ 50 = 28 + m_{\text{CO}_2} \]
• Hesaplama:
  \[ m_{\text{CO}_2} = 50 - 28 \]
  \[ m_{\text{CO}_2} = 22 \text{ gram} \]

✅ Tepkime sonucunda açığa çıkan \( \text{CO}_2 \) gazı 22 gram olarak hesaplanır.