Sorunun Çözümü
Verilen soru, metan gazının yanma tepkimesini taneciklerle göstermektedir ve eksik olan reaktanı bulmamızı istemektedir.
- Adım 1: Tepkimeyi ve atomları analiz edelim.
- Tepkime: Metan (CH₄) + ? → Karbondioksit (CO₂) + Su (H₂O)
- Görseldeki taneciklerin temsili:
- Gri küre: Karbon (C)
- Açık mavi küre: Hidrojen (H)
- Kırmızı küre: Oksijen (O)
- Adım 2: Giren ve çıkan atom sayılarını belirleyelim.
- Girenler (Metan):
- 1 Karbon (gri)
- 4 Hidrojen (açık mavi)
- Ürünler (Karbondioksit + Su):
- Karbondioksit (CO₂): 1 Karbon (gri), 2 Oksijen (kırmızı)
- Su (H₂O): Görselde 2 adet su molekülü var. Her biri 1 Oksijen (kırmızı) ve 2 Hidrojen (açık mavi) içerir. Dolayısıyla toplamda 2 Oksijen ve 4 Hidrojen.
- Toplam ürün atomları: 1 Karbon, 4 Hidrojen, (2+2)=4 Oksijen.
- Girenler (Metan):
- Adım 3: Atomların korunumu ilkesini uygulayarak eksik reaktanı bulalım.
- Tepkimeye giren ve çıkan atom sayıları eşit olmalıdır.
- Karbon atomları: Girenlerde 1 (Metan'dan), ürünlerde 1 (Karbondioksit'ten). Karbon dengede.
- Hidrojen atomları: Girenlerde 4 (Metan'dan), ürünlerde 4 (2 Su molekülünden). Hidrojen dengede.
- Oksijen atomları: Girenlerde Metan'dan Oksijen gelmiyor. Ürünlerde toplam 4 Oksijen atomu var. Bu 4 Oksijen atomunun tamamı '?' ile gösterilen eksik reaktan tarafından sağlanmalıdır.
- Adım 4: 4 Oksijen atomunu sağlayacak molekülü ve adını belirleyelim.
- Yanma tepkimelerinde genellikle Oksijen gazı (O₂) reaktan olarak kullanılır.
- Bir Oksijen molekülü (O₂) iki Oksijen atomundan (iki kırmızı küre) oluşur.
- 4 Oksijen atomu için 2 adet O₂ molekülüne ihtiyacımız vardır. Yani, iki çift kırmızı küre.
- Bu durumda, '?' yerine gelecek madde 2 molekül Oksijen gazıdır.
- Adım 5: Seçenekleri değerlendirelim.
- A seçeneği, dört adet kırmızı küreyi ikişerli gruplar halinde (iki O₂ molekülü) göstermekte ve madde adını "Oksijen" olarak vermektedir. Bu, bulgularımızla uyuşmaktadır.
- Diğer seçenekler ya molekül sayısını yanlış vermekte ya da madde adını yanlış belirtmektedir.
Dengelenmiş tepkime denklemi şu şekildedir:
\(CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O\)
Cevap A seçeneğidir.