Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- 1. Molar Kütleleri Hesaplayalım:
- \(M_{C_3H_4} = (3 \times 12) + (4 \times 1) = 36 + 4 = 40 \text{ g/mol}\)
- \(M_{O_2} = 2 \times 16 = 32 \text{ g/mol}\)
- \(M_{H_2O} = (2 \times 1) + 16 = 18 \text{ g/mol}\)
- 2. Oluşan Su Miktarını Mole Çevirelim:
- 18 gram su oluştuğuna göre, \(n_{H_2O} = \frac{18 \text{ g}}{18 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol}\)
- 3. Tepkime Denklemini Kullanarak Tepkimeye Giren Madde Miktarlarını Bulalım:
- Denklem: \(C_3H_4 + 4O_2 \rightarrow 3CO_2 + 2H_2O\)
- 2 mol \(H_2O\) oluşumu için 1 mol \(C_3H_4\) ve 4 mol \(O_2\) gerekir.
- 1 mol \(H_2O\) oluştuğuna göre:
- Tepkimeye giren \(C_3H_4\) mol sayısı: \(1 \text{ mol } H_2O \times \frac{1 \text{ mol } C_3H_4}{2 \text{ mol } H_2O} = 0.5 \text{ mol}\)
- Tepkimeye giren \(O_2\) mol sayısı: \(1 \text{ mol } H_2O \times \frac{4 \text{ mol } O_2}{2 \text{ mol } H_2O} = 2 \text{ mol}\)
- 4. Artan Maddeyi ve Başlangıç Miktarlarını Belirleyelim:
- Tepkime sonunda 16 gram artan madde var. Hangi maddenin arttığını belirlememiz gerekiyor.
- Durum 1: Artan madde \(O_2\) olsun.
- Artan \(O_2\) mol sayısı: \(n_{artan O_2} = \frac{16 \text{ g}}{32 \text{ g/mol}} = 0.5 \text{ mol}\)
- Başlangıç \(O_2\) mol sayısı: \(n_{başlangıç O_2} = n_{tepkimeye giren O_2} + n_{artan O_2} = 2 \text{ mol} + 0.5 \text{ mol} = 2.5 \text{ mol}\)
- Bu durumda \(C_3H_4\) sınırlayıcı maddedir ve tamamı tükenmiştir. Başlangıç \(C_3H_4\) mol sayısı = 0.5 mol.
- Toplam başlangıç mol sayısı: \(0.5 \text{ mol } (C_3H_4) + 2.5 \text{ mol } (O_2) = 3.0 \text{ mol}\).
- Ancak soruda toplam başlangıç mol sayısı 2.9 mol olarak verilmiştir. Bu durum çelişkilidir. Dolayısıyla artan madde \(O_2\) değildir.
- Durum 2: Artan madde \(C_3H_4\) olsun.
- Artan \(C_3H_4\) mol sayısı: \(n_{artan C_3H_4} = \frac{16 \text{ g}}{40 \text{ g/mol}} = 0.4 \text{ mol}\)
- Başlangıç \(C_3H_4\) mol sayısı: \(n_{başlangıç C_3H_4} = n_{tepkimeye giren C_3H_4} + n_{artan C_3H_4} = 0.5 \text{ mol} + 0.4 \text{ mol} = 0.9 \text{ mol}\)
- Bu durumda \(O_2\) sınırlayıcı maddedir ve tamamı tükenmiştir. Başlangıç \(O_2\) mol sayısı = 2 mol.
- Toplam başlangıç mol sayısı: \(0.9 \text{ mol } (C_3H_4) + 2 \text{ mol } (O_2) = 2.9 \text{ mol}\).
- Bu değer soruda verilen toplam başlangıç mol sayısı (2.9 mol) ile uyuşmaktadır. O halde artan madde \(C_3H_4\)'tür.
- 5. Başlangıçtaki \(C_3H_4\) Gazının Kütlesini Hesaplayalım:
- Başlangıç \(C_3H_4\) mol sayısı = 0.9 mol
- Başlangıç \(C_3H_4\) kütlesi = \(n_{başlangıç C_3H_4} \times M_{C_3H_4} = 0.9 \text{ mol} \times 40 \text{ g/mol} = 36 \text{ g}\)
Cevap D seçeneğidir.