Verilen tepkimenin verimini bulmak için öncelikle sınırlayıcı reaktanı belirlemeli ve teorik ürün miktarını hesaplamalıyız. Ardından, gerçek ürün miktarını kullanarak verimi yüzde olarak ifade edebiliriz.

• 1. Sınırlayıcı Reaktanı Belirleme:

Tepkime denklemi: \(N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g)\)

Başlangıçta 6 mol \(N_2\) ve 6 mol \(H_2\) gazı bulunmaktadır.

Denkleme göre, 1 mol \(N_2\) ile 3 mol \(H_2\) tepkimeye girer.

• Eğer 6 mol \(N_2\) tamamen tepkimeye girseydi, \(6 \times 3 = 18\) mol \(H_2\) gerekirdi. Ancak elimizde sadece 6 mol \(H_2\) var. Bu durumda \(N_2\) aşırı maddedir.
• Eğer 6 mol \(H_2\) tamamen tepkimeye girseydi, \(6 / 3 = 2\) mol \(N_2\) gerekirdi. Elimizde 6 mol \(N_2\) olduğu için bu miktar yeterlidir.

Bu durumda, \(H_2\) sınırlayıcı reaktandır.

• 2. Teorik Ürün Miktarını (NH₃) Hesaplama:

Sınırlayıcı reaktan \(H_2\)'ye göre, denkleme göre 3 mol \(H_2\) tepkimeye girdiğinde 2 mol \(NH_3\) oluşur.

Elimizdeki 6 mol \(H_2\) tamamen tepkimeye girdiğinde oluşacak teorik \(NH_3\) miktarı:

\(3 \text{ mol } H_2 \rightarrow 2 \text{ mol } NH_3\)

\(6 \text{ mol } H_2 \rightarrow x \text{ mol } NH_3\)

\(x = (6 \times 2) / 3 = 12 / 3 = 4 \text{ mol } NH_3\)

Teorik olarak 4 mol \(NH_3\) elde edilmelidir.

• 3. Tepkime Verimini Hesaplama:

Soruda gerçekte 2 mol \(NH_3\) elde edildiği belirtilmiştir.

Tepkime verimi (%) formülü:

\(\text{Verim (\%)} = (\text{Gerçek Verim} / \text{Teorik Verim}) \times 100\)

\(\text{Verim (\%)} = (2 \text{ mol } / 4 \text{ mol }) \times 100\)

\(\text{Verim (\%)} = 0.5 \times 100 = 50\%\)

Cevap D seçeneğidir.