Sorunun Çözümü
Verilen grafikte, bir tepkimenin reaktifleri olan X₂ ve Y₂'nin mol sayılarının zamanla değişimi gösterilmiştir. Tepkime verimini bulmak için aşağıdaki adımları izleyelim:
- Başlangıç ve Son Mol Sayılarını Belirleme:
- Başlangıç X₂ mol sayısı = 8 mol
- Başlangıç Y₂ mol sayısı = 4 mol
- Tepkime sonunda (denge anında) kalan X₂ mol sayısı = 2 mol
- Tepkime sonunda (denge anında) kalan Y₂ mol sayısı = 2 mol
- Tepkimeye Giren Mol Sayılarını Hesaplama:
- Tepkimeye giren X₂ mol sayısı = Başlangıç X₂ - Kalan X₂ = 8 mol - 2 mol = 6 mol
- Tepkimeye giren Y₂ mol sayısı = Başlangıç Y₂ - Kalan Y₂ = 4 mol - 2 mol = 2 mol
- Tepkime Denklemini ve Sınırlayıcı Bileşeni Belirleme:
- Tepkimeye giren X₂ ve Y₂ mol sayıları oranı 6:2, yani 3:1'dir. Bu durumda tepkime denklemi yaklaşık olarak \(3X_2 + Y_2 \rightarrow \text{Ürünler}\) şeklindedir.
- Eğer tepkime %100 verimle gerçekleşseydi:
- 4 mol Y₂'nin tamamı tepkimeye girseydi, \(4 \times 3 = 12\) mol X₂ gerekirdi. Ancak elimizde sadece 8 mol X₂ var.
- 8 mol X₂'nin tamamı tepkimeye girseydi, \(8 / 3 \approx 2.67\) mol Y₂ gerekirdi. Elimizde 4 mol Y₂ var.
- Bu durumda, tepkimenin %100 verimle gerçekleşmesi durumunda ilk bitecek madde (sınırlayıcı bileşen) X₂'dir. Teorik olarak tepkimeye girebilecek maksimum X₂ miktarı başlangıçtaki 8 moldür.
- Tepkime Verimini Hesaplama:
- Tepkime verimi, gerçekte tepkimeye giren sınırlayıcı bileşen miktarının, teorik olarak tepkimeye girebilecek maksimum sınırlayıcı bileşen miktarına oranının yüzde olarak ifadesidir.
- Verim = \(\frac{\text{Gerçekte tepkimeye giren X₂ miktarı}}{\text{Teorik olarak tepkimeye girebilecek maksimum X₂ miktarı}} \times 100\)
- Verim = \(\frac{6 \text{ mol}}{8 \text{ mol}} \times 100\)
- Verim = \(0.75 \times 100\)
- Verim = 75%
Cevap D seçeneğidir.