💡 10. Sınıf Kimya: Sitokiyometrik Hesaplamalar Sorusu Çözümlü Örnekler

👉 Bu soruda kütle-mol dönüşümü yapacağız.

• Bir mol karbonun kütlesi \( 12 \text{ g} \) olarak verilmiş.
• Bizim elimizde \( 60 \text{ g} \) karbon var ve bunun kaç mol olduğunu bulmak istiyoruz.
• Formül: Mol sayısı \( (n) = \text{Kütle} (m) / \text{Mol Kütlesi} (M) \)

Şimdi hesaplamayı yapalım: \[ n = \frac{m}{M} \] \[ n = \frac{60 \text{ g}}{12 \text{ g/mol}} \] \[ n = 5 \text{ mol} \] ✅ Sonuç: \( 60 \text{ g} \) karbon, \( 5 \text{ mol} \) karbondur.

👉 Bu soruda mol sayısı ile tanecik sayısı arasındaki ilişkiyi kullanacağız.

• Bir mol maddenin \( N_A \) kadar tanecik (atom, molekül, iyon vb.) içerdiğini biliyoruz.
• Bize \( 0,5 \text{ mol} \) H₂O verilmiş.
• Formül: Tanecik sayısı \( = \text{Mol sayısı} \times N_A \)

Şimdi hesaplamayı yapalım: \[ \text{Tanecik sayısı} = 0,5 \text{ mol} \times (6,02 \times 10^{23} \text{ tane/mol}) \] \[ \text{Tanecik sayısı} = 3,01 \times 10^{23} \text{ tane H₂O molekülü} \] ✅ Sonuç: \( 0,5 \text{ mol} \) H₂O molekülü, \( 3,01 \times 10^{23} \) tane H₂O molekülü içerir.

👉 Bu soruda gazların NŞA'daki hacim-mol ilişkisini kullanacağız.

• NŞA'da tüm gazların \( 1 \text{ molü} \) \( 22,4 \text{ L} \) hacim kaplar.
• Bize \( 2 \text{ mol} \) metan gazı (\( \text{CH}_4 \)) verilmiş.
• Formül: Hacim \( (V) = \text{Mol sayısı} (n) \times 22,4 \text{ L/mol} \)

Şimdi hesaplamayı yapalım: \[ V = n \times 22,4 \text{ L/mol} \] \[ V = 2 \text{ mol} \times 22,4 \text{ L/mol} \] \[ V = 44,8 \text{ L} \] ✅ Sonuç: \( 2 \text{ mol} \) metan gazı NŞA'da \( 44,8 \text{ L} \) hacim kaplar.

👉 Bu bir denklemli mol-mol hesaplamasıdır.

• Tepkime denklemine göre, \( 4 \text{ mol} \) Al reaksiyona girdiğinde \( 2 \text{ mol} \) \( \text{Al}_2\text{O}_3 \) oluşur.
• Yani Al ile \( \text{Al}_2\text{O}_3 \) arasındaki mol oranı \( 4:2 \) veya \( 2:1 \)'dir.
• Bize verilen Al miktarı \( 3 \text{ mol} \).

Oran orantı kuralım: Eğer \( 4 \text{ mol Al} \) den \( 2 \text{ mol } \text{Al}_2\text{O}_3 \) oluşuyorsa,
\( 3 \text{ mol Al} \) den \( x \text{ mol } \text{Al}_2\text{O}_3 \) oluşur. \[ 4 \cdot x = 3 \cdot 2 \] \[ 4x = 6 \] \[ x = \frac{6}{4} \] \[ x = 1,5 \text{ mol } \text{Al}_2\text{O}_3 \] ✅ Sonuç: \( 3 \text{ mol} \) Al metalinden \( 1,5 \text{ mol} \) \( \text{Al}_2\text{O}_3 \) oluşur.

👉 Bu bir kütle-kütle hesaplamasıdır. Önce mol sayısına geçiş yapmalıyız.

• Adım 1: Mol Kütlelerini Hesaplama
  • \( \text{CH}_4 \): \( 1 \times 12 + 4 \times 1 = 16 \text{ g/mol} \)
  • \( \text{CO}_2 \): \( 1 \times 12 + 2 \times 16 = 44 \text{ g/mol} \)
• Adım 2: Verilen \( \text{CH}_4 \) kütlesini mole çevirme \[ n_{\text{CH}_4} = \frac{16 \text{ g}}{16 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol} \]
• Adım 3: Tepkime denklemine göre mol oranlarını kullanma Denklemden görüldüğü gibi, \( 1 \text{ mol} \) \( \text{CH}_4 \) yandığında \( 1 \text{ mol} \) \( \text{CO}_2 \) oluşur. Yani \( 1 \text{ mol } \text{CH}_4 \) den \( 1 \text{ mol } \text{CO}_2 \) oluşur.
• Adım 4: Oluşan \( \text{CO}_2 \) mol sayısını kütleye çevirme \[ m_{\text{CO}_2} = n_{\text{CO}_2} \times M_{\text{CO}_2} \] \[ m_{\text{CO}_2} = 1 \text{ mol} \times 44 \text{ g/mol} \] \[ m_{\text{CO}_2} = 44 \text{ g} \]

✅ Sonuç: \( 16 \text{ g} \) \( \text{CH}_4 \) gazının yanmasıyla \( 44 \text{ g} \) \( \text{CO}_2 \) gazı oluşur.

👉 Bu soruda birden fazla reaktifin miktarı verildiği için sınırlayıcı bileşeni bulmalıyız.

• Adım 1: Tepkime denklemindeki mol oranlarını belirleme Denklemden: \( 2 \text{ mol} \) H₂ ile \( 1 \text{ mol} \) O₂ tepkimeye girer.
• Adım 2: Sınırlayıcı bileşeni bulma
  • Verilen H₂ miktarı \( 6 \text{ mol} \). Eğer tüm H₂ tepkimeye girseydi, \( 6 \text{ mol H}_2 \times (1 \text{ mol O}_2 / 2 \text{ mol H}_2) = 3 \text{ mol O}_2 \) gerekirdi. Ancak elimizde sadece \( 2 \text{ mol} \) O₂ var. Yani O₂ yetersiz.
  • Verilen O₂ miktarı \( 2 \text{ mol} \). Eğer tüm O₂ tepkimeye girseydi, \( 2 \text{ mol O}_2 \times (2 \text{ mol H}_2 / 1 \text{ mol O}_2) = 4 \text{ mol H}_2 \) gerekirdi. Elimizde \( 6 \text{ mol} \) H₂ var, bu miktar yeterli.
  Bu durumda O₂ sınırlayıcı bileşendir çünkü önce tükenir ve tepkimenin durmasına neden olur.
• Adım 3: Oluşan \( \text{H}_2\text{O} \) miktarını sınırlayıcı bileşene göre hesaplama Denklemden: \( 1 \text{ mol} \) O₂'den \( 2 \text{ mol} \) \( \text{H}_2\text{O} \) oluşur. Elimizde \( 2 \text{ mol} \) O₂ olduğu için: \( 2 \text{ mol O}_2 \times (2 \text{ mol H}_2\text{O} / 1 \text{ mol O}_2) = 4 \text{ mol H}_2\text{O} \) oluşur.
• Adım 4: Artan madde miktarını hesaplama Tepkimeye giren H₂ miktarı: \( 2 \text{ mol O}_2 \times (2 \text{ mol H}_2 / 1 \text{ mol O}_2) = 4 \text{ mol H}_2 \) Başlangıçtaki H₂ miktarı: \( 6 \text{ mol} \) Artan H₂ miktarı: \( 6 \text{ mol} - 4 \text{ mol} = 2 \text{ mol} \) H₂

✅ Sonuç: \( 4 \text{ mol} \) \( \text{H}_2\text{O} \) oluşur ve \( 2 \text{ mol} \) H₂ artar.

👉 Bu soruda tepkime verimi hesaplaması yapacağız.

• Teorik Verim: Bir tepkimeden, reaktiflerin tam verimle tepkimeye girmesi durumunda elde edilmesi beklenen maksimum ürün miktarıdır. Bu soruda teorik verim \( 4 \text{ mol} \) \( \text{NH}_3 \).
• Gerçek Verim: Deneyler sonucunda gerçekten elde edilen ürün miktarıdır. Bu soruda gerçek verim \( 3 \text{ mol} \) \( \text{NH}_3 \).
• Formül: Yüzde Verim \( = (\text{Gerçek Verim} / \text{Teorik Verim}) \times 100 % \)

Şimdi hesaplamayı yapalım: \[ \text{Yüzde Verim} = \frac{3 \text{ mol}}{4 \text{ mol}} \times 100 % \] \[ \text{Yüzde Verim} = 0,75 \times 100 % \] \[ \text{Yüzde Verim} = 75 % \] ✅ Sonuç: Tepkimenin yüzde verimi \( 75 % \)'tir.

👉 Bu, günlük hayatta karşılaştığımız bir sınırlayıcı bileşen problemidir. Kek yapmak bir kimyasal tepkimeye benzetilebilir.

• Adım 1: Her bir malzeme için kaç kek yapılabileceğini hesaplama
  • Un için: \( 6 \) su bardağı un / \( 2 \) su bardağı un/kek \( = 3 \) kek
  • Şeker için: \( 4 \) su bardağı şeker / \( 1 \) su bardağı şeker/kek \( = 4 \) kek
  • Yumurta için: \( 8 \) adet yumurta / \( 2 \) adet yumurta/kek \( = 4 \) kek
• Adım 2: Sınırlayıcı malzemeyi (bileşeni) bulma En az kek yapımına izin veren malzeme, sınırlayıcı malzemedir. Bu durumda un ile \( 3 \) kek yapabildiğimiz için, un sınırlayıcı malzemedir.
• Adım 3: Oluşan ürün miktarını (kek sayısını) belirleme Sınırlayıcı malzeme olan un nedeniyle en fazla \( 3 \) adet kek yapabiliriz.
• Adım 4: Artan malzemeleri hesaplama
  • Un: Tamamen kullanılır, artmaz. (\( 3 \) kek için \( 3 \times 2 = 6 \) su bardağı un kullanılır.)
  • Şeker: \( 3 \) kek için \( 3 \times 1 = 3 \) su bardağı şeker kullanılır. Artan şeker: \( 4 - 3 = 1 \) su bardağı şeker.
  • Yumurta: \( 3 \) kek için \( 3 \times 2 = 6 \) adet yumurta kullanılır. Artan yumurta: \( 8 - 6 = 2 \) adet yumurta.

✅ Sonuç: Bu malzemelerle en fazla \( 3 \) adet kek yapabilirsiniz. \( 1 \) su bardağı şeker ve \( 2 \) adet yumurta artar.