Soru:
Kükürt bakterileri, hidrojen sülfürü (H₂S) su (H₂O) ve kükürt (S) oluşturarak oksitler. Reaksiyon ve verimlilik aşağıdaki gibidir:
\[ 2H_2S + O_2 \rightarrow 2S + 2H_2O + \text{Enerji} \]
- Ortamda 6,8 gram H₂S ve 3,2 gram O₂ bulunmaktadır.
- Reaksiyon verimi %100'dür.
Bu reaksiyondan açığa çıkan enerji, 1 mol NAD⁺'nin NADH'ye indirgenmesi için yeterli ise, reaksiyon sonunda ortamda kaç gram elementel kükürt (S) oluşur? (H:1, S:32, O:16 g/mol, 1 mol NAD⁺ indirgenmesi için reaksiyondan elde edilen enerjinin 1/4'ü yeterlidir.)
Çözüm:
💡 Önce sınırlayıcı bileşeni bulalım, sonra enerji şartını kontrol edip S miktarını hesaplayalım.
- ➡️ Adım 1: Mol miktarlarını hesaplayalım.
H₂S: \( \frac{6,8 \text{ g}}{34 \text{ g/mol}} = 0,2 \text{ mol} \)
O₂: \( \frac{3,2 \text{ g}}{32 \text{ g/mol}} = 0,1 \text{ mol} \)
- ➡️ Adım 2: Reaksiyona göre 2 mol H₂S, 1 mol O₂ ile reaksiyona girer. Stokiyometrik oran \( \frac{\text{H₂S}}{\text{O₂}} = \frac{2}{1} \). Mevcut oran ise \( \frac{0,2}{0,1} = 2 \). Oranlar eşit olduğu için her iki reaktif de tamamen tükenir.
- ➡️ Adım 3: Enerji koşulunu kontrol edelim. Reaksiyondan açığa çıkan toplam enerji 1 birim olsun. 1 mol NAD⁺ indirgenmesi için bu enerjinin 1/4'ü (0,25 birim) yeterlidir. Reaksiyon tam verimle gerçekleştiğine göre, açığa çıkan enerji 1 birimdir ve bu, 1 mol NAD⁺ indirgemek için gerekli olandan (0,25 birim) fazladır. Dolayısıyla enerji bir engel teşkil etmez.
- ➡️ Adım 4: Oluşan S miktarını hesaplayalım. Reaksiyona göre 2 mol H₂S'den 2 mol S oluşur. 0,2 mol H₂S'den ise \( 0,2 \text{ mol S} \) oluşur.
- ➡️ Adım 5: S'nin kütlesini bulalım (32 g/mol): \( 0,2 \text{ mol} \times 32 \text{ g/mol} = 6,4 \text{ gram} \).
✅ Sonuç olarak, reaksiyon sonunda ortamda 6,4 gram elementel kükürt oluşur.
