Sorunun Çözümü
Verilen tepkime ve koşulları inceleyelim:
Tepkime: $\text{CaCO}_3(\text{k}) + 2\text{HCl}(\text{s}) \rightarrow \text{CaCl}_2(\text{k}) + \text{H}_2\text{O}(\text{s}) + \text{CO}_2(\text{g})$
Koşul: Kapalı sabit hacimli bir kapta gerçekleşiyor.
Şimdi grafikleri tek tek değerlendirelim:
- I. $\text{m}_{\text{katı}}(\text{g})$ (Katı kütlesi):
- Tepkime başlangıcında $\text{CaCO}_3(\text{k})$ katısı bulunmaktadır, yani başlangıç katı kütlesi sıfır değildir.
- Tepkime ilerledikçe $\text{CaCO}_3(\text{k})$ (100 g/mol) harcanırken, $\text{CaCl}_2(\text{k})$ (110 g/mol) oluşur. Bu durumda katı kütlesi artacaktır.
- Grafik, katı kütlesinin sıfırdan başlayıp arttığını ve sonra sabit kaldığını göstermektedir. Ancak başlangıçta $\text{CaCO}_3(\text{k})$ olduğu için katı kütlesi sıfırdan başlamaz. Bu nedenle I. grafik yanlıştır.
- II. N.K'da gaz hacmi:
- Tepkime başlangıcında kapta gaz yoktur.
- Tepkime ilerledikçe $\text{CO}_2(\text{g})$ gazı oluşur. Bu, gaz hacminin sıfırdan başlayarak artması anlamına gelir.
- Tepkime tamamlandığında gaz üretimi durur ve gaz hacmi sabit kalır.
- Grafik, gaz hacminin sıfırdan başlayıp arttığını ve sonra sabit kaldığını göstermektedir. Bu durum tepkimeyle uyumludur. Bu nedenle II. grafik doğrudur.
- III. Toplam kütle:
- Tepkime kapalı bir kapta gerçekleştiği için Kütlenin Korunumu Kanunu gereği sistemin toplam kütlesi zamanla değişmez, sabit kalır.
- Grafik, toplam kütlenin zamanla sabit kaldığını göstermektedir. Bu durum tepkimeyle uyumludur. Bu nedenle III. grafik doğrudur.
- IV. Atom sayısı:
- Kimyasal tepkimelerde atomlar yoktan var olmaz veya vardan yok olmaz, sadece yeniden düzenlenirler. Bu nedenle kapalı bir sistemde toplam atom sayısı (ve her bir elementin atom sayısı) zamanla değişmez, sabit kalır.
- Grafik, atom sayısının sıfırdan başlayıp arttığını göstermektedir. Bu durum yanlıştır. Atom sayısı sabit kalmalıdır. Bu nedenle IV. grafik yanlıştır.
Yukarıdaki analizlere göre, doğru grafikler II ve III'tür.
Cevap B seçeneğidir.