🎓 10. sınıf Kimyanın Temel Kanunları Test 8 - Ders Notu ve İpuçları

Bu ders notu, 10. sınıf Kimyanın Temel Kanunları ünitesindeki kritik konuları kapsayan bir tekrar ve pekiştirme kaynağıdır. Kütlenin Korunumu, Sabit Oranlar ve Katlı Oranlar kanunları ile bileşiklerin formüllerinin belirlenmesi, kütlece yüzde bileşim ve artan madde problemleri gibi temel hesaplama becerilerini güçlendirmeyi hedefler. Sınav öncesi son tekrarınız için önemli bilgiler ve pratik ipuçları içerir. 🧪

Kütlenin Korunumu Kanunu (Lavoisier)

• Tanım: Bir kimyasal tepkimede, tepkimeye giren maddelerin toplam kütlesi, tepkime sonucunda oluşan maddelerin toplam kütlesine eşittir. Kütle yoktan var edilemez, vardan yok edilemez, sadece şekil değiştirir. ⚖️
• Denklem: Girenlerin toplam kütlesi = Ürünlerin toplam kütlesi.
• Örnek: A + B → C + D tepkimesinde, m(A) + m(B) = m(C) + m(D) olur.
• Günlük Hayat Örneği: Bir mum yandığında, mumun kütlesi azalır gibi görünse de, yanan mumun (parafin) ve havadaki oksijenin kütlesi, oluşan karbondioksit, su buharı ve isin toplam kütlesine eşittir. Kütle kaybolmaz, sadece farklı maddelere dönüşür.
• ⚠️ Dikkat: Kapalı kaplarda yapılan tepkimelerde bu kanun net bir şekilde gözlemlenir. Açık kaplarda gaz çıkışı veya gaz girişi varsa, sistemin toplam kütlesi değişebilir; ancak tepkimeye giren ve çıkan tüm maddeler dikkate alındığında kütle yine korunur.
• 💡 İpucu: Sorularda genellikle bir veya iki maddenin kütlesi bilinmiyor olabilir. Denklemdeki tüm bilinen kütleleri toplayıp çıkararak bilinmeyeni kolayca bulabilirsiniz.

Sabit Oranlar Kanunu (Proust)

• Tanım: Bir bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında her zaman sabit ve belirli bir oran vardır. Bu oran, bileşiğin miktarına veya elde ediliş yöntemine bağlı değildir.
• Formül: X ve Y elementleri için kütlece birleşme oranı $ \frac{m_X}{m_Y} = \text{sabit oran} $ şeklinde ifade edilir.
• Örnek: Su (H₂O) bileşiğinde her zaman 1 gram hidrojen (H) ile 8 gram oksijen (O) birleşir. Yani, $ \frac{m_H}{m_O} = \frac{1}{8} $ oranı sabittir. Bu oran ister 18 gram su, ister 180 gram su olsun değişmez.
• Bileşik Formülü ve Atom Kütleleri İlişkisi: Bir X_aY_b bileşiğinde kütlece birleşme oranı $ \frac{m_X}{m_Y} = \frac{a \cdot A_X}{b \cdot A_Y} $ şeklinde ifade edilir. Burada A_X ve A_Y elementlerin atom ağırlıklarıdır.
• Bileşik Yüzdesi: Bir bileşikteki elementin kütlece yüzdesi, o elementin kütlesinin bileşiğin toplam kütlesine oranının 100 ile çarpılmasıyla bulunur.
  • $ \%X = \frac{m_X}{m_{\text{bileşik}}} \times 100 $
  • $ \%Y = \frac{m_Y}{m_{\text{bileşik}}} \times 100 $
  • $ \%X + \%Y = 100 $
• ⚠️ Dikkat: Sabit oranlar kanunu sadece elementlerden oluşan bileşikler için geçerlidir, karışımlar için değil.
• 💡 İpucu: Artan madde sorularında, verilen oranları kullanarak hangi maddenin tamamen tükendiğini (sınırlayıcı bileşen) ve hangi maddenin arttığını bulmak, doğru sonuca ulaşmanın anahtarıdır.

Katlı Oranlar Kanunu (Dalton)

• Tanım: İki element birden fazla bileşik oluşturduğunda, elementlerden birinin sabit kütlesiyle birleşen diğer elementin kütleleri arasında basit tam sayılarla ifade edilebilen bir oran bulunur.
• Kanunun Geçerli Olma Koşulları:
  • İki element arasında birden fazla bileşik oluşmalı. (Örn: CO ve CO₂, N₂O, NO, N₂O₃, N₂O₄, N₂O₅)
  • Bileşikler sadece bu iki elementten oluşmalı. (Örn: C₂H₅OH ve CH₃COOH bileşikleri katlı oranlara uymaz çünkü hem C, H hem de O içerirler.)
  • Basit formülleri aynı olmamalı. (Örn: C₂H₄ ve C₃H₆ bileşiklerinin basit formülleri CH₂ olduğu için katlı oranlara uymaz.)
• Uygulama Adımları:
  1. Bileşiklerdeki elementlerden birinin kütlesini eşitleyin.
  2. Diğer elementin kütleleri arasındaki oranı bulun. Bu oran her zaman basit bir tam sayı olacaktır (örn: 1/2, 2/3, 3/4 vb.).
• Örnek: Karbon monoksit (CO) ve karbon dioksit (CO₂) bileşikleri.
  • CO: 12 g C, 16 g O
  • CO₂: 12 g C, 32 g O
  • Karbon (C) kütlesi sabit (12 g) iken, oksijen (O) kütleleri oranı 16/32 = 1/2'dir. Bu, basit bir tam sayıdır.
• ⚠️ Dikkat: Katlı oranlar kanunu, elementlerin atom ağırlıkları oranını değil, bileşiklerdeki kütle oranlarını ifade eder. Ancak, atom ağırlıkları oranını kullanarak da formüller arasındaki katlı oranı bulabilirsiniz.
• 💡 İpucu: Grafikli veya tablolu sorularda, genellikle bir elementin kütlesini sabit tutmak için oranlama yapmanız gerekir. Bu, katlı oranı bulmanın en kolay yoludur.

Basit Formül ve Molekül Formülü

• Basit Formül (Ampirik Formül): Bir bileşiği oluşturan elementlerin atom sayılarının en küçük tam sayılarla ifade edildiği formüldür. Bileşikteki atomların türünü ve birbirlerine oranını gösterir.
• Molekül Formülü: Bir moleküldeki atomların gerçek sayısını gösteren formüldür.
• Basit Formül Bulma Adımları:
  1. Bileşikteki her bir elementin kütlesini (veya kütlece yüzdesini) belirle.
  2. Her bir elementin kütlesini, o elementin atom ağırlığına bölerek mol sayısını (veya mol oranını) bul.
  3. Bulunan mol sayılarını en küçük tam sayı oranına çevir. Bunun için, mol sayılarını en küçük mol sayısına böl.
  4. Elde edilen tam sayılar, elementlerin basit formüldeki indisleri olacaktır.
• Molekül Formülü Bulma:
  • Molekül formülü = (Basit formül)_n
  • n = (Molekül kütlesi) / (Basit formül kütlesi)
• ⚠️ Dikkat: Basit formülü bulmak için elementlerin kütle oranları ve atom ağırlıkları mutlaka bilinmelidir. Molekül formülü için ise basit formül ve molekül kütlesi gereklidir.
• 💡 İpucu: Sorularda "en az hangileri bilinmeli" gibi ifadeler varsa, basit formül için kütlece oran ve atom ağırlıkları yeterlidir.

Kimyasal Tepkimelerde Grafik Yorumlama

• Kimyasal tepkimeler sırasında maddelerin kütleleri, mol sayıları, hacimleri (gazlar için) ve atom sayıları zamanla değişir. Bu değişimler grafiklerle ifade edilebilir.
• Kütlenin Korunumu:
  • Toplam kütle: Kapalı kapta gerçekleşen tepkimelerde zamanla değişmez, sabit kalır. ⚖️
  • Tepkimeye giren maddelerin kütlesi: Zamanla azalır.
  • Oluşan maddelerin kütlesi: Zamanla artar.
• Atom Sayısı ve Türü:
  • Toplam atom sayısı: Tepkime boyunca korunur, değişmez. ⚛️
  • Atom türü: Tepkime boyunca korunur, değişmez.
• Fiziksel Hal Değişimleri:
  • Katı kütlesi: Katı reaktifler azaldıkça veya katı ürünler oluştukça değişebilir. Bir katı ayrışıp gaz oluşturuyorsa katı kütlesi azalır.
  • Sıvı kütlesi: Sıvı reaktifler azaldıkça veya sıvı ürünler oluştukça değişebilir.
  • Gaz kütlesi: Gaz reaktifler azaldıkça veya gaz ürünler oluştukça değişebilir. Gaz çıkışı varsa gaz kütlesi artar, gaz tüketiliyorsa gaz kütlesi azalır.
• ⚠️ Dikkat: Bir tepkimede katı kütlesi azalırken, bu azalan kısım gaz veya sıvıya dönüşmüş olabilir. Kütlenin korunumu kanunu her zaman geçerlidir, ancak her fiziksel haldeki kütle ayrı ayrı değişebilir.
• 💡 İpucu: Grafiklerde başlangıç ve bitiş noktalarına dikkat edin. Eğrinin yönü (artış/azalış) ve eğimin dikliği (hız) önemli bilgiler sunar.

Artan Madde Problemleri ve Sınırlayıcı Bileşen

• Sınırlayıcı Bileşen: Bir kimyasal tepkimede ilk önce tükenen ve tepkimenin durmasına neden olan maddedir. Tepkimeye giren ürün miktarını belirler.
• Artan Madde: Tepkime sonunda bir kısmı artan maddedir.
• Çözüm Adımları:
  1. Tepkimenin denkleştirilmiş halini yazın.
  2. Sabit oranlar kanununu kullanarak elementlerin veya bileşiklerin kütlece birleşme oranını belirleyin.
  3. Verilen başlangıç kütlelerini bu oranla karşılaştırın.
  4. Hangi maddenin tamamen tükeneceğini (sınırlayıcı bileşen) ve hangi maddenin artacağını belirleyin.
  5. Sınırlayıcı bileşene göre oluşan ürün miktarını veya artan madde miktarını hesaplayın.
• Örnek: 2H₂ + O₂ → 2H₂O tepkimesinde $ \frac{m_H}{m_O} = \frac{1}{8} $ olduğunu varsayalım.
  • Eğer başlangıçta 10 g H₂ ve 16 g O₂ alınırsa:
  • 1 g H₂ ile 8 g O₂ birleşir.
  • 10 g H₂ için 80 g O₂ gerekir (ama sadece 16 g O₂ var). Demek ki O₂ sınırlayıcı bileşendir.
  • 16 g O₂ ile 2 g H₂ birleşir.
  • Başlangıçta 10 g H₂ vardı, 2 g harcandı. Bu durumda 8 g H₂ artar.
  • Oluşan H₂O kütlesi = 2 g H₂ + 16 g O₂ = 18 g H₂O.
• ⚠️ Dikkat: Başlangıçta verilen miktarlar her zaman tam olarak tepkimeye girmeyebilir. Sınırlayıcı bileşeni doğru tespit etmek, doğru sonuca ulaşmanın anahtarıdır.
• 💡 İpucu: Eşit kütlelerde madde alındığında, kütlece birleşme oranı daha büyük olan maddeden daha az miktarda harcanır ve artma olasılığı daha yüksektir. Oranı küçük olan madde ise daha çok harcanır.