Sorunun Çözümü
Verilen grafiğe göre tepkimeye giren ve oluşan maddelerin hacim değişimleri şöyledir:
- Başlangıç $X_2$ hacmi = 50 L
- Başlangıç $Y_2$ hacmi = 50 L
- Tepkime sonunda kalan $X_2$ hacmi = 30 L
- Tepkime sonunda kalan $Y_2$ hacmi = 0 L
- Tepkime sonunda oluşan $Z$ hacmi = 20 L
Bu verilere göre tepkimeye giren ve oluşan hacimler:
- Tepkimeye giren $X_2$ hacmi = 50 L - 30 L = 20 L
- Tepkimeye giren $Y_2$ hacmi = 50 L - 0 L = 50 L
- Oluşan $Z$ hacmi = 20 L
Sabit sıcaklık ve basınçta gazlar için hacim oranları mol oranlarına eşittir. Bu durumda tepkimeye giren ve oluşan maddelerin hacim oranları $X_2 : Y_2 : Z = 20 : 50 : 20 = 2 : 5 : 2$ şeklindedir.
Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) Tepkime tam verimle gerçekleşmiştir.
- Grafikte $Y_2$'nin hacmi 0 L'ye düşmüştür, yani $Y_2$ tamamen tükenmiştir. Bu durum, tepkimenin tam verimle gerçekleştiğini gösterir. Bu ifade doğrudur.
- B) Sınırlayıcı bileşen $Y_2$ dir.
- Tepkimede ilk tükenen madde $Y_2$ olduğu için sınırlayıcı bileşen $Y_2$'dir. Bu ifade doğrudur.
- C) Tepkimenin denklemi, $3X_2 + 5Y_2 \rightarrow 2X_3Y_5$ şeklindedir.
- Hacim oranlarına göre tepkime denklemi $2X_2 + 5Y_2 \rightarrow 2Z$ şeklinde olmalıdır.
- Eğer ürün $Z$ ise, atom denkleştirmesine göre $Z$'nin formülü $X_2Y_5$ olmalıdır (2 mol $X_2$ ve 5 mol $Y_2$'den 2 mol $X_2Y_5$ oluşur).
- Verilen denklemde $X_2$'nin katsayısı 3 ve ürünün formülü $X_3Y_5$ olarak verilmiştir. Bu, hacim oranları ve atom denkleştirmesi ile uyuşmamaktadır. Bu ifade yanlıştır.
- D) Artan $X_2$ nin tamamının tepkimeye girmesi için aynı koşullarda 75 L $Y_2$ gerekir.
- Tepkime oranına göre 20 L $X_2$ için 50 L $Y_2$ gerekmektedir.
- Artan $X_2$ miktarı 30 L'dir.
- Orantı kurarsak: $\frac{20 \text{ L } X_2}{50 \text{ L } Y_2} = \frac{30 \text{ L } X_2}{V_{Y_2}}$
- $V_{Y_2} = \frac{30 \times 50}{20} = 75 \text{ L } Y_2$. Bu ifade doğrudur.
- E) Tepkimede hacim 50 L azalmıştır.
- Başlangıçtaki toplam hacim = $V_{X_2,baş} + V_{Y_2,baş} = 50 \text{ L} + 50 \text{ L} = 100 \text{ L}$.
- Tepkime sonundaki toplam hacim = $V_{X_2,son} + V_{Y_2,son} + V_{Z,son} = 30 \text{ L} + 0 \text{ L} + 20 \text{ L} = 50 \text{ L}$.
- Hacim değişimi = $V_{son} - V_{baş} = 50 \text{ L} - 100 \text{ L} = -50 \text{ L}$.
- Yani tepkimede hacim 50 L azalmıştır. Bu ifade doğrudur.
Yanlış olan ifade C seçeneğidir.
Cevap C seçeneğidir.