Bu problem, sabit oranlar kanunu ve katlı oranlar kanunu prensiplerini kullanarak iki farklı bileşikteki element kütleleri arasındaki ilişkiyi bulmayı gerektirir.
- Adım 1: Birinci Bileşikten (FeS) Fe ve S'nin kütle oranını belirleyin.
- Adım 2: İkinci Bileşik (Fe₂S₃) için Fe ve S'nin kütle oranını belirleyin.
- Adım 3: İkinci Bileşikteki bilinmeyen S kütlesini (X) hesaplayın.
1. Bileşik FeS için harcanan Fe kütlesi 84 g, S kütlesi 48 g'dır. FeS formülü, 1 Fe atomunun 1 S atomu ile birleştiğini gösterir. Bu durumda, Fe ve S'nin atom kütleleri oranı, harcanan kütlelerin oranı ile aynıdır:
\[ \frac{\text{Atom Kütlesi (Fe)}}{\text{Atom Kütlesi (S)}} = \frac{\text{Kütle (Fe)}}{\text{Kütle (S)}} = \frac{84 \text{ g}}{48 \text{ g}} \]
Bu oranı sadeleştirirsek:
\[ \frac{84}{48} = \frac{12 \times 7}{12 \times 4} = \frac{7}{4} \]
Yani, Fe'nin atom kütlesini 7 birim, S'nin atom kütlesini 4 birim olarak kabul edebiliriz.
2. Bileşik Fe₂S₃ formülüne sahiptir. Bu, 2 Fe atomunun 3 S atomu ile birleştiği anlamına gelir. Bu bileşikteki Fe ve S'nin kütle oranı, atom kütleleri oranını kullanarak hesaplanır:
\[ \frac{\text{Kütle (Fe)}}{\text{Kütle (S)}} = \frac{2 \times \text{Atom Kütlesi (Fe)}}{3 \times \text{Atom Kütlesi (S)}} \]
Adım 1'de bulduğumuz oranı yerine koyarsak:
\[ \frac{\text{Kütle (Fe)}}{\text{Kütle (S)}} = \frac{2 \times 7}{3 \times 4} = \frac{14}{12} = \frac{7}{6} \]
Yani, Fe₂S₃ bileşiğinde her 7 birim Fe kütlesine karşılık 6 birim S kütlesi bulunur.
2. Bileşik için harcanan Fe kütlesi 14 g ve harcanan S kütlesi X g olarak verilmiştir. Adım 2'de bulduğumuz kütle oranını kullanarak X'i bulabiliriz:
\[ \frac{\text{Kütle (Fe)}}{\text{Kütle (S)}} = \frac{14 \text{ g}}{X \text{ g}} = \frac{7}{6} \]
Denklemi çözerek X'i bulalım:
\[ 7X = 14 \times 6 \]
\[ 7X = 84 \]
\[ X = \frac{84}{7} \]
\[ X = 12 \text{ g} \]
Buna göre, II. bileşik oluşurken harcanan S kütlesi (X) 12 gramdır.
Cevap D seçeneğidir.