Sorunun Çözümü
Aynı koşullarda gazların hacim oranları, mol oranlarına eşittir. Verilen tepkime:
\(X_2(g) + 2Y_2(g) \rightarrow X_2Y_4(g)\)
Bu tepkimeye göre, 1 hacim \(X_2\) gazı ile 2 hacim \(Y_2\) gazı tepkimeye girerek 1 hacim \(X_2Y_4\) gazı oluşturur.
- Başlangıçta eşit hacimde \(X_2\) ve \(Y_2\) gazları alındığı belirtilmiştir. Bu hacme \(V\) diyelim.
- Başlangıç hacimleri: \(X_2 = V\), \(Y_2 = V\).
- Tepkimeye giren oranlara bakıldığında, 1 hacim \(X_2\) için 2 hacim \(Y_2\) gereklidir. Ancak elimizde eşit hacimler (\(V\)) olduğu için, \(Y_2\) sınırlayıcı bileşendir.
- Tepkimeye giren ve oluşan hacimler:
- \(Y_2\) tamamen tükenir: \(-V\) hacim \(Y_2\) harcanır.
- Stokiyometriye göre, \(V\) hacim \(Y_2\) harcandığında \(V/2\) hacim \(X_2\) harcanır.
- Stokiyometriye göre, \(V\) hacim \(Y_2\) harcandığında \(V/2\) hacim \(X_2Y_4\) oluşur.
- Tepkime sonrası hacimler:
- Kalan \(X_2\): \(V - V/2 = V/2\)
- Kalan \(Y_2\): \(V - V = 0\)
- Oluşan \(X_2Y_4\): \(V/2\)
- Başlangıçtaki toplam hacim: \(V_{başlangıç} = V_{X_2} + V_{Y_2} = V + V = 2V\)
- Tepkime sonundaki toplam hacim: \(V_{son} = V_{X_2, kalan} + V_{Y_2, kalan} + V_{X_2Y_4, oluşan} = V/2 + 0 + V/2 = V\)
- Hacimdeki azalma: \(\Delta V = V_{başlangıç} - V_{son} = 2V - V = V\)
- Soruda hacimdeki azalmanın 10 L olduğu belirtilmiştir. Bu durumda \(V = 10\) L'dir.
- Başlangıçta alınan gaz karışımının toplam hacmi \(2V\) idi.
- Başlangıçtaki toplam hacim: \(2V = 2 \times 10 = 20\) L.
Cevap B seçeneğidir.