Merhaba! Bu soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim. Kimyasal reaksiyonları dengeleyerek ve mol kavramını kullanarak doğru cevaba ulaşacağız.
- Adım 1: Üretilen H2O'nun mol sayısını hesaplayın.
- Adım 2: Gazların yanma denklemlerini yazın ve dengeleyin.
- Adım 3: H2O üretimi ile gaz karışımının mol sayısı arasındaki ilişkiyi belirleyin.
- 1 mol C4H10 \(\rightarrow\) 5 mol H2O
- 1 mol C5H10 \(\rightarrow\) 5 mol H2O
- Adım 4: Başlangıçtaki gaz karışımının toplam mol sayısını bulun.
Öncelikle, verilen H2O kütlesini (9 gram) mol sayısına çevirmemiz gerekiyor. H2O'nun molar kütlesini (M) hesaplayalım:
\( \text{M(H}_2\text{O)} = (2 \times \text{H}) + (1 \times \text{O}) = (2 \times 1 \text{ g/mol}) + (1 \times 16 \text{ g/mol}) = 18 \text{ g/mol} \)
Şimdi mol sayısını bulalım:
\( \text{n(H}_2\text{O)} = \frac{\text{kütle}}{\text{molar kütle}} = \frac{9 \text{ g}}{18 \text{ g/mol}} = 0.5 \text{ mol} \)
C4H10 ve C5H10 gazlarının O2 ile yanması sonucu CO2 ve H2O oluşur:
C4H10 için:
\( \text{C}_4\text{H}_{10} + \frac{13}{2}\text{O}_2 \rightarrow 4\text{CO}_2 + 5\text{H}_2\text{O} \)
C5H10 için:
\( \text{C}_5\text{H}_{10} + \frac{15}{2}\text{O}_2 \rightarrow 5\text{CO}_2 + 5\text{H}_2\text{O} \)
Dengelenmiş denklemlere dikkatlice bakarsak, her iki hidrokarbonun da 1 molü yandığında 5 mol H2O ürettiğini görürüz:
Bu, karışımın toplam mol sayısının (nkarışım) her zaman üretilen H2O mol sayısının 1/5'i olacağı anlamına gelir. Yani, her 1 mol gaz karışımı (C4H10 veya C5H10 fark etmeksizin) 5 mol H2O üretir.
\( \text{n(H}_2\text{O)} = 5 \times \text{n(karışım)} \)
Yukarıdaki ilişkiden yola çıkarak, başlangıçtaki gaz karışımının mol sayısını hesaplayabiliriz:
\( 0.5 \text{ mol (H}_2\text{O)} = 5 \times \text{n(karışım)} \)
\( \text{n(karışım)} = \frac{0.5 \text{ mol}}{5} = 0.1 \text{ mol} \)
Başlangıçta alınan gaz karışımı 0.1 mol'dür.
Cevap B seçeneğidir.