Bu soruyu çözmek için adım adım ilerleyelim:
- Adım 1: Saf CaCO₃ kütlesini bulun.
20 gram kireç taşının %20'si saf CaCO₃'tür. Bu durumda, saf CaCO₃ kütlesi:
\(m_{CaCO_3} = 20 \text{ g} \times \frac{20}{100} = 4 \text{ g}\)
- Adım 2: Saf CaCO₃'ün mol sayısını hesaplayın.
CaCO₃'ün molar kütlesi 100 g/mol olarak verilmiştir. Mol sayısı (n) kütle (m) bölü molar kütle (M) formülüyle bulunur:
\(n_{CaCO_3} = \frac{m_{CaCO_3}}{M_{CaCO_3}} = \frac{4 \text{ g}}{100 \text{ g/mol}} = 0.04 \text{ mol}\)
- Adım 3: Teorik olarak oluşabilecek CO₂ mol sayısını belirleyin.
Verilen tepkime denklemi: \(CaCO_3(k) \rightarrow CaO(k) + CO_2(g)\)
Denkleme göre, 1 mol CaCO₃ ayrıştığında 1 mol CO₂ oluşur. Bu durumda, 0.04 mol CaCO₃'ten teorik olarak 0.04 mol CO₂ oluşması beklenir.
\(n_{CO_2, \text{teorik}} = 0.04 \text{ mol}\)
- Adım 4: %20 verimle gerçekleşen tepkime sonucunda elde edilen gerçek CO₂ mol sayısını hesaplayın.
Tepkime %20 verimle gerçekleştiği için, teorik olarak elde edilecek CO₂'nin sadece %20'si oluşacaktır:
\(n_{CO_2, \text{gerçek}} = n_{CO_2, \text{teorik}} \times \frac{\text{Verim}}{100}\)
\(n_{CO_2, \text{gerçek}} = 0.04 \text{ mol} \times \frac{20}{100} = 0.04 \times 0.2 = 0.008 \text{ mol}\)
Bu değeri bilimsel gösterimle ifade edersek:
\(n_{CO_2, \text{gerçek}} = 8 \times 10^{-3} \text{ mol}\)
Cevap C seçeneğidir.