Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- Adım 1: NO₂ bileşiğindeki N ve O elementlerinin kütlece birleşme oranını bulalım.
N₂O₅ bileşiği için verilen $\frac{m_N}{m_O} = \frac{7}{20}$ oranı, N ve O atomlarının kütle oranını (atom kütlelerini) belirlememize yardımcı olur. Eğer N'nin atom kütlesi 14, O'nun atom kütlesi 16 kabul edilirse:
N₂O₅ için: $\frac{2 \times N}{5 \times O} = \frac{2 \times 14}{5 \times 16} = \frac{28}{80} = \frac{7}{20}$. Bu, atom kütlelerinin N=14 ve O=16 olduğunu doğrular.
Şimdi NO₂ bileşiği için kütlece birleşme oranını hesaplayalım:
$\frac{m_N}{m_O} = \frac{1 \times N}{2 \times O} = \frac{1 \times 14}{2 \times 16} = \frac{14}{32} = \frac{7}{16}$.
- Adım 2: Oluşan 2,3 gram NO₂ bileşiğindeki N ve O kütlelerini hesaplayalım.
Tepkimeye giren N kütlesi $m_{N, tepkime}$ ve O kütlesi $m_{O, tepkime}$ olsun. Kütlenin korunumu yasasına göre:
$m_{N, tepkime} + m_{O, tepkime} = 2,3$ gram.
Kütlece birleşme oranından: $\frac{m_{N, tepkime}}{m_{O, tepkime}} = \frac{7}{16}$. Buradan $m_{N, tepkime} = \frac{7}{16} m_{O, tepkime}$.
Denklemde yerine koyarsak:
$\frac{7}{16} m_{O, tepkime} + m_{O, tepkime} = 2,3$
$\frac{7+16}{16} m_{O, tepkime} = 2,3$
$\frac{23}{16} m_{O, tepkime} = 2,3$
$m_{O, tepkime} = 2,3 \times \frac{16}{23} = 0,1 \times 16 = 1,6$ gram.
Şimdi $m_{N, tepkime}$'yi bulalım:
$m_{N, tepkime} = 2,3 - 1,6 = 0,7$ gram.
- Adım 3: Başlangıçtaki N elementinin kütlesini (x) hesaplayalım.
Tepkime sonunda 0,9 gram N elementi arttığına göre, başlangıçtaki N kütlesi (x) tepkimeye giren N kütlesi ile artan N kütlesinin toplamıdır:
$x = m_{N, tepkime} + m_{N, artan}$
$x = 0,7 + 0,9 = 1,6$ gram.
- Adım 4: Başlangıçtaki O elementinin kütlesini (y) hesaplayalım.
Tepkime tam verimli gerçekleşmiş ve N elementi artmışsa, O elementi sınırlayıcı bileşendir ve tamamı tükenmiştir. Dolayısıyla, başlangıçtaki O kütlesi (y) tepkimeye giren O kütlesine eşittir:
$y = m_{O, tepkime} = 1,6$ gram.
Buna göre, başlangıçta alınan N elementi kütlesi (x) 1,6 gram ve O elementinin kütlesi (y) 1,6 gramdır.
Cevap E seçeneğidir.