Sorunun Çözümü
Bu soruyu çözmek için öncelikle tepkimeye giren maddelerin mol sayılarını bulmalı, ardından sınırlayıcı ve artan reaktanı belirlemeliyiz.
- 1. Adım: Molar Kütleleri Belirle
- Karbon (C) için molar kütle: $M_C = 12 \text{ g/mol}$
- Oksijen gazı (O$_2$) için molar kütle: $M_{O_2} = 2 \times 16 = 32 \text{ g/mol}$
- 2. Adım: Başlangıç Mol Sayılarını Hesapla
- Verilen kütleler 16'şar gramdır.
- Karbon (C) mol sayısı: $n_C = \frac{\text{kütle}}{\text{Molar kütle}} = \frac{16 \text{ g}}{12 \text{ g/mol}} = \frac{4}{3} \text{ mol} \approx 1.33 \text{ mol}$
- Oksijen gazı (O$_2$) mol sayısı: $n_{O_2} = \frac{\text{kütle}}{\text{Molar kütle}} = \frac{16 \text{ g}}{32 \text{ g/mol}} = 0.5 \text{ mol}$
- 3. Adım: Tepkime Denklemini İncele ve Sınırlayıcı Reaktanı Belirle
- Tepkime denklemi: $\text{C(k)} + \text{O}_2\text{(g)} \rightarrow \text{CO}_2\text{(g)}$
- Denkleme göre 1 mol C, 1 mol O$_2$ ile tepkimeye girer. Yani mol oranı 1:1'dir.
- Elimizdeki mol sayılarını karşılaştıralım:
- Eğer 0.5 mol O$_2$ tamamen tükenirse, 0.5 mol C'ye ihtiyaç duyar. Elimizde 1.33 mol C olduğu için C yeterlidir.
- Eğer 1.33 mol C tamamen tükenirse, 1.33 mol O$_2$'ye ihtiyaç duyar. Elimizde sadece 0.5 mol O$_2$ olduğu için O$_2$ yetersizdir.
- Bu durumda, O$_2$ sınırlayıcı reaktandır (tükenen madde), C ise artan reaktandır.
- 4. Adım: Artan Maddenin Miktarını Hesapla
- Tepkimeye giren O$_2$ miktarı 0.5 mol'dür (tamamen tükenir).
- 1:1 mol oranına göre, tepkimeye giren C miktarı da 0.5 mol olacaktır.
- Başlangıçtaki C mol sayısı: $\frac{4}{3} \text{ mol}$
- Tepkimeye giren C mol sayısı: $0.5 \text{ mol} = \frac{1}{2} \text{ mol}$
- Artan C mol sayısı: $n_{\text{artan C}} = \frac{4}{3} - \frac{1}{2} = \frac{8}{6} - \frac{3}{6} = \frac{5}{6} \text{ mol}$
- Artan C kütlesi: $\text{kütle}_{\text{artan C}} = n_{\text{artan C}} \times M_C = \frac{5}{6} \text{ mol} \times 12 \text{ g/mol} = 5 \times 2 \text{ g} = 10 \text{ g}$
Sonuç olarak, tepkime sonunda C maddesinden 10 gram artar.
Cevap A seçeneğidir.