Sorunun Çözümü
Adım 1: TNT'nin (2,4,6-trinitrotoluen) moleküler formülünü belirleyin.
- Verilen yapıdan karbon (C), hidrojen (H), azot (N) ve oksijen (O) atomlarını sayalım:
- Benzin halkasında 6 C atomu ve metil grubunda ($\text{CH}_3$) 1 C atomu bulunur. Toplam: 7 C.
- Metil grubunda 3 H atomu ve halkada 2 H atomu bulunur. Toplam: 5 H.
- Üç nitro grubunda ($\text{NO}_2$) 3 N atomu bulunur. Toplam: 3 N.
- Üç nitro grubunda $3 \times 2 = 6$ O atomu bulunur. Toplam: 6 O.
- Böylece TNT'nin moleküler formülü: $\text{C}_7\text{H}_5\text{N}_3\text{O}_6$.
Adım 2: Yanma tepkimesini yazın ve denkleştirin.
- Yanma tepkimesi genel olarak şu şekildedir: $\text{C}_x\text{H}_y\text{N}_z\text{O}_t + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{N}_2$.
- TNT'nin formülünü yerine koyarsak: $\text{C}_7\text{H}_5\text{N}_3\text{O}_6 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{N}_2$.
- Tepkimeyi en küçük tam sayılarla denkleştirmek için, TNT'nin hidrojen (5) ve azot (3) atomlarının tek sayı olması nedeniyle, başlangıçta 2 mol TNT alarak denkleştirmeye başlayalım. Bu, ürünlerin ($\text{H}_2\text{O}$ ve $\text{N}_2$) katsayılarının tam sayı olmasını sağlar.
- $\text{2 C}_7\text{H}_5\text{N}_3\text{O}_6 + a \text{O}_2 \rightarrow b \text{CO}_2 + c \text{H}_2\text{O} + d \text{N}_2$
- Karbon (C) denkleştirme: Sol tarafta $2 \times 7 = 14$ C atomu var. Sağ tarafta $b = 14$ olmalı.
- Hidrojen (H) denkleştirme: Sol tarafta $2 \times 5 = 10$ H atomu var. Sağ tarafta $2c = 10 \Rightarrow c = 5$ olmalı.
- Azot (N) denkleştirme: Sol tarafta $2 \times 3 = 6$ N atomu var. Sağ tarafta $2d = 6 \Rightarrow d = 3$ olmalı.
- Oksijen (O) denkleştirme:
- Sağ taraftaki toplam O atomu: $(14 \times 2) + (5 \times 1) + (3 \times 0) = 28 + 5 = 33$.
- Sol taraftaki toplam O atomu: $(2 \times 6) + (a \times 2) = 12 + 2a$.
- Denklem: $12 + 2a = 33 \Rightarrow 2a = 21 \Rightarrow a = \frac{21}{2}$.
- Denkleştirilmiş tepkime: $\text{2 C}_7\text{H}_5\text{N}_3\text{O}_6 + \frac{21}{2} \text{O}_2 \rightarrow \text{14 CO}_2 + \text{5 H}_2\text{O} + \text{3 N}_2$.
- Bu denkleştirme, TNT ve ürünlerin katsayılarını tam sayı yaparken, oksijenin katsayısı kesirli kalmıştır. Sorunun "en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde" ifadesi, genellikle ana bileşik ve ürünlerin katsayılarının tam sayı olmasını ifade eder.
Adım 3: Ürünlerin katsayıları toplamını hesaplayın.
- Ürünler $\text{CO}_2$, $\text{H}_2\text{O}$ ve $\text{N}_2$'dir.
- Denkleştirilmiş tepkimedeki katsayıları sırasıyla 14, 5 ve 3'tür.
- Toplam katsayı = $14 + 5 + 3 = 22$.
Cevap C seçeneğidir.