Sorunun Çözümü
Verilen grafikte X ve Y elementlerinden oluşan iki farklı bileşiğin kütleleri ve harcanan X kütlesi arasındaki ilişki gösterilmiştir. I. bileşiğin formülü XY olarak verilmiştir. II. bileşiğin formülünü bulmak için adım adım ilerleyelim.
- 1. I. Bileşik (XY) için verileri belirleyelim:
- Grafikten I. bileşik için (yeşil çizgi):
- Harcanan X kütlesi ($m_X$) = 5,6 g
- Bileşiğin toplam kütlesi ($m_{Bileşik}$) = 8,8 g
- Harcanan Y kütlesi ($m_Y$) = $m_{Bileşik} - m_X = 8,8 - 5,6 = 3,2$ g
- I. bileşiğin formülü XY olduğu için, 1 mol X atomu ile 1 mol Y atomu birleşmiştir. Bu durumda, X ve Y'nin atom kütleleri oranı, harcanan kütleleri oranına eşittir:
- $\frac{Ar(X)}{Ar(Y)} = \frac{m_X}{m_Y} = \frac{5,6}{3,2}$
- Bu oranı sadeleştirebiliriz: $\frac{5,6}{3,2} = \frac{56}{32} = \frac{7}{4}$. Yani, $Ar(X)$'i 7k, $Ar(Y)$'yi 4k olarak alabiliriz (veya basitçe $Ar(X)=7$, $Ar(Y)=4$).
- 2. II. Bileşik için verileri belirleyelim:
- Grafikten II. bileşik için (mor çizgi):
- Harcanan X kütlesi ($m_X$) = 11,2 g
- Bileşiğin toplam kütlesi ($m_{Bileşik}$) = 20,8 g
- Harcanan Y kütlesi ($m_Y$) = $m_{Bileşik} - m_X = 20,8 - 11,2 = 9,6$ g
- 3. II. Bileşiğin formülünü bulalım:
- II. bileşiğin formülü $X_aY_b$ olsun. Bu formülü bulmak için X ve Y'nin mol sayıları oranını bulmalıyız: $\frac{a}{b} = \frac{n_X}{n_Y}$.
- Mol sayısı ($n$) = $\frac{kütle (m)}{atom~kütlesi (Ar)}$
- $n_X = \frac{m_X}{Ar(X)} = \frac{11,2}{7}$
- $n_Y = \frac{m_Y}{Ar(Y)} = \frac{9,6}{4}$
- Mol oranını hesaplayalım:
- $n_X = 1,6$ mol
- $n_Y = 2,4$ mol
- Şimdi bu mol sayılarını en küçük tam sayı oranına çevirelim:
- $n_X : n_Y = 1,6 : 2,4$
- Her iki tarafı en küçük değere (1,6) bölelim:
- $1 : \frac{2,4}{1,6} = 1 : \frac{24}{16} = 1 : \frac{3}{2}$
- Tam sayı oranını elde etmek için her iki tarafı 2 ile çarpalım:
- $2 : 3$
- Bu durumda, II. bileşiğin formülü $X_2Y_3$ olur.
Cevap D seçeneğidir.