Soru:
Bir nitrifikasyon bakterisi, amonyağı (NH₃) nitrite (NO₂⁻) oksitleyerek enerji elde eder. Reaksiyon aşağıdaki gibidir:
\[ 2NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2NO_2^- + 2H^+ + 2H_2O + \text{Enerji} \]
Bu enerji, ortamdaki 0,9 gram N₂ gazını (amonyak olarak alınıp) bağlamak için kullanılıyor. Buna göre, bu işlem sırasında kaç gram O₂ tüketilmiştir? (N: 14 g/mol, O: 16 g/mol)
Çözüm:
💡 Önce bağlanan N₂'den NH₃ miktarını, sonra da buna bağlı O₂ tüketimini bulalım.
- ➡️ Adım 1: Bağlanan N₂'nin mol sayısını bulalım. N₂'nin molar kütlesi 28 g/mol'dür. \( \frac{0,9 \text{ g}}{28 \text{ g/mol}} = 0,03214 \text{ mol N₂} \).
- ➡️ Adım 2: N₂'den NH₃'ye dönüşüm denklemi: \( N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 \). Yani 1 mol N₂, 2 mol NH₃ oluşturur. Bu durumda oluşan NH₃ miktarı: \( 0,03214 \text{ mol N₂} \times 2 = 0,06428 \text{ mol NH₃} \).
- ➡️ Adım 3: Kemosentetik reaksiyona dönelim. Reaksiyona göre 2 mol NH₃ oksitlendiğinde 3 mol O₂ tüketilir. Oran: \( \frac{3 \text{ mol O₂}}{2 \text{ mol NH₃}} \).
- ➡️ Adım 4: Tüketilen O₂ miktarını hesaplayalım: \( 0,06428 \text{ mol NH₃} \times \frac{3 \text{ mol O₂}}{2 \text{ mol NH₃}} = 0,09642 \text{ mol O₂} \).
- ➡️ Adım 5: O₂'nin kütlesini bulalım (32 g/mol): \( 0,09642 \text{ mol} \times 32 \text{ g/mol} \approx 3,085 \text{ gram} \).
✅ Sonuç olarak, bu işlem sırasında yaklaşık 3,09 gram O₂ tüketilmiştir.
