Verilen tepkime denklemi:
\(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH(s)} + 3\text{O}_2\text{(g)} \rightarrow 2\text{CO}_2\text{(g)} + 3\text{H}_2\text{O(g)}\)
Normal koşullarda (NK) 1 mol gaz 22,4 litre hacim kaplar.
- Adım 1: Kullanılan \(\text{O}_2\) gazının mol sayısını hesaplayalım.
- Adım 2: Tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol sayılarını bulalım.
- 1 mol \(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}\) harcanır.
- 2 mol \(\text{CO}_2\) oluşur.
- 3 mol \(\text{H}_2\text{O}\) oluşur.
- Harcanan \(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}\) mol sayısı: \(0,3 \text{ mol O}_2 \times \frac{1 \text{ mol C}_2\text{H}_5\text{OH}}{3 \text{ mol O}_2} = 0,1 \text{ mol}\)
- Oluşan \(\text{CO}_2\) mol sayısı: \(0,3 \text{ mol O}_2 \times \frac{2 \text{ mol CO}_2}{3 \text{ mol O}_2} = 0,2 \text{ mol}\)
- Oluşan \(\text{H}_2\text{O}\) mol sayısı: \(0,3 \text{ mol O}_2 \times \frac{3 \text{ mol H}_2\text{O}}{3 \text{ mol O}_2} = 0,3 \text{ mol}\)
- Adım 3: Seçenekleri değerlendirelim.
- A) Oluşan \(\text{CO}_2\) gazı normal koşullarda 4,48 litre hacim kaplar.
- B) Kullanılan \(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}\) 4,6 gramdır.
- C) 0,3\(\text{N}_A\) tane \(\text{H}_2\text{O}\) molekülü oluşur.
- D) Harcanan \(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}\) normal koşullarda 2,24 litre hacim kaplar.
- E) 5,4 gram \(\text{H}_2\text{O}\) oluşur.
\(n_{\text{O}_2} = \frac{\text{Hacim}}{\text{Molar Hacim}} = \frac{6,72 \text{ L}}{22,4 \text{ L/mol}} = 0,3 \text{ mol}\)
Denkleme göre, 3 mol \(\text{O}_2\) kullanıldığında;
0,3 mol \(\text{O}_2\) kullanıldığında ise;
Atom kütleleri: H=1 g/mol, C=12 g/mol, O=16 g/mol
\(n_{\text{CO}_2} = 0,2 \text{ mol}\)
\(V_{\text{CO}_2} = n_{\text{CO}_2} \times 22,4 \text{ L/mol} = 0,2 \text{ mol} \times 22,4 \text{ L/mol} = 4,48 \text{ L}\)
Bu ifade doğrudur.
\(n_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} = 0,1 \text{ mol}\)
\(\text{M}_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} = (2 \times 12) + (6 \times 1) + (1 \times 16) = 24 + 6 + 16 = 46 \text{ g/mol}\)
\(m_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} = n_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} \times \text{M}_{\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}} = 0,1 \text{ mol} \times 46 \text{ g/mol} = 4,6 \text{ g}\)
Bu ifade doğrudur.
\(n_{\text{H}_2\text{O}} = 0,3 \text{ mol}\)
Molekül sayısı = \(n_{\text{H}_2\text{O}} \times \text{N}_A = 0,3 \times \text{N}_A\)
Bu ifade doğrudur.
Tepkime denkleminde \(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH(s)}\) olarak belirtilmiştir, yani etil alkol sıvı haldedir. Normal koşullarda 1 mol gazın 22,4 litre hacim kaplaması kuralı sadece gazlar için geçerlidir. Sıvılar için bu kural uygulanamaz.
Bu ifade yanlıştır.
\(n_{\text{H}_2\text{O}} = 0,3 \text{ mol}\)
\(\text{M}_{\text{H}_2\text{O}} = (2 \times 1) + (1 \times 16) = 18 \text{ g/mol}\)
\(m_{\text{H}_2\text{O}} = n_{\text{H}_2\text{O}} \times \text{M}_{\text{H}_2\text{O}} = 0,3 \text{ mol} \times 18 \text{ g/mol} = 5,4 \text{ g}\)
Bu ifade doğrudur.
Yanlış olan ifade D seçeneğidir.
Cevap D seçeneğidir.