Verilen soruyu adım adım çözelim:
- 1. X₂Y₅ bileşiğinin molar kütlesini bulalım:
- 2. Kütlece birleşme oranını kullanarak X ve Y'nin molar kütleleri arasındaki ilişkiyi kuralım:
- 3. X ve Y'nin molar kütlelerini hesaplayalım:
- 4. İstenen değerleri bulalım:
- 1 mol Y elementinin kütlesi:
- 1 tane X elementinin kütlesi:
0,1 mol X₂Y₅ bileşiği 10,8 gram ise,
\( 1 \text{ mol X}_2\text{Y}_5 = \frac{10,8 \text{ g}}{0,1 \text{ mol}} = 108 \text{ g/mol} \)
Bileşik X₂Y₅ olduğu için, 2 mol X atomu ve 5 mol Y atomu içerir. Kütlece birleşme oranı \( \frac{m_X}{m_Y} = \frac{7}{20} \) olarak verilmiş.
Bu oranı molar kütleler (M_X ve M_Y) cinsinden yazarsak:
\( \frac{2 \cdot M_X}{5 \cdot M_Y} = \frac{7}{20} \)
\( 40 \cdot M_X = 35 \cdot M_Y \)
Her iki tarafı 5'e bölersek:
\( 8 \cdot M_X = 7 \cdot M_Y \)
Buradan \( M_X = \frac{7}{8} M_Y \) elde ederiz.
Bileşiğin molar kütlesi \( 2 \cdot M_X + 5 \cdot M_Y = 108 \) g/mol idi.
\( M_X = \frac{7}{8} M_Y \) ifadesini bu denklemde yerine koyalım:
\( 2 \left( \frac{7}{8} M_Y \right) + 5 M_Y = 108 \)
\( \frac{14}{8} M_Y + 5 M_Y = 108 \)
\( \frac{7}{4} M_Y + \frac{20}{4} M_Y = 108 \)
\( \frac{27}{4} M_Y = 108 \)
\( M_Y = \frac{108 \cdot 4}{27} \)
\( M_Y = 4 \cdot 4 = 16 \text{ g/mol} \)
Şimdi \( M_X \) değerini bulalım:
\( M_X = \frac{7}{8} \cdot 16 = 7 \cdot 2 = 14 \text{ g/mol} \)
M_Y, 1 mol Y'nin kütlesidir. Bu da 16 gramdır.
M_X, 1 mol X'in kütlesidir. 1 mol X, \( N_A \) tane X atomu içerir. Bu durumda,
\( 1 \text{ tane X elementinin kütlesi} = \frac{M_X}{N_A} = \frac{14}{N_A} \text{ gram} \)
Buna göre, 1 tane X elementinin kütlesi \( \frac{14}{N_A} \) gram ve 1 mol Y elementinin kütlesi 16 gramdır.
Cevap C seçeneğidir.