Bu soruyu çözmek için öncelikle her bir gazın yanma tepkimelerini yazıp denkleştirmeli, ardından verilen bilgilerle bir denklem sistemi kurarak gazların mol sayılarını bulmalıyız. Son olarak, oluşan toplam CO₂ miktarını hesaplayarak kütlesine çevireceğiz.
- Adım 1: Yanma Tepkimelerini Yazma ve Denkleştirme
- Metan (CH₄) için:
- Propan (C₃H₈) için:
- Adım 2: Bilinmeyenleri Tanımlama ve Denklem Kurma
- Karışımdaki CH₄ mol sayısına \(x\), C₃H₈ mol sayısına \(y\) diyelim.
- Toplam gaz mol sayısı:
- Oluşan toplam H₂O mol sayısı:
- Adım 3: Denklem Sistemini Çözme
- Denklem 1'i 2 ile çarpalım:
- Denklem 2'den Denklem 3'ü çıkaralım:
- \(y\) değerini Denklem 1'e yerine koyalım:
- Adım 4: Oluşan Toplam CO₂ Mol Sayısını Hesaplama
- \(0.4\) mol CH₄'ten \(0.4 \times 1 = 0.4\) mol CO₂ oluşur.
- \(0.2\) mol C₃H₈'ten \(0.2 \times 3 = 0.6\) mol CO₂ oluşur.
- Toplam CO₂ mol sayısı:
- Adım 5: CO₂ Kütlesini Hesaplama
- CO₂'nin molar kütlesini bulalım:
- Açığa çıkan CO₂ kütlesi:
$$ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} $$
$$ \text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O} $$
$$ x + y = 0.6 \quad \text{(Denklem 1)} $$
CH₄ tepkimesinden \(2x\) mol H₂O, C₃H₈ tepkimesinden \(4y\) mol H₂O oluşur.
$$ 2x + 4y = 1.6 \quad \text{(Denklem 2)} $$
$$ 2x + 2y = 1.2 \quad \text{(Denklem 3)} $$
$$ (2x + 4y) - (2x + 2y) = 1.6 - 1.2 $$
$$ 2y = 0.4 \implies y = 0.2 \text{ mol (C}_3\text{H}_8) $$
$$ x + 0.2 = 0.6 \implies x = 0.4 \text{ mol (CH}_4) $$
$$ 0.4 + 0.6 = 1.0 \text{ mol CO}_2 $$
$$ \text{M}_{\text{CO}_2} = \text{C} + 2 \times \text{O} = 12 + 2 \times 16 = 12 + 32 = 44 \text{ g/mol} $$
$$ \text{Kütle} = \text{mol sayısı} \times \text{molar kütle} = 1.0 \text{ mol} \times 44 \text{ g/mol} = 44 \text{ gram} $$
Cevap A seçeneğidir.