Soru:
Amonyak (NH₃) oksitleyen bir bakteri, enerji elde etmek için aşağıdaki reaksiyonu kullanır. Reaksiyonu denkleştirerek, 102 gram amonyağın (NH₃) tamamen oksitlenmesi sonucu açığa çıkan suyun (H₂O) kütlesini gram cinsinden hesaplayınız. (H: 1 g/mol, N: 14 g/mol, O: 16 g/mol)
\( NH₃ + O₂ \rightarrow NO₂^- + H^+ + H₂O \)
Çözüm:
💡 Bu problem, kemosentez denkleminin denkleştirilmesini ve stokiyometri hesaplamasını içerir.
- ➡️ 1. Adım: Reaksiyonu denkleştirelim. Amonyaktaki azot -3'ten, nitritteki (NO₂⁻) azota +3'e yükseltgenir (6 elektron). Oksijen (O₂) ise 0'dan -2'ye indirgenir (molekül başına 4 elektron).
- Elektron sayılarını eşitlemek için amonyağın katsayısı 2, oksijenin katsayısı 3 olur.
- Azot ve oksijen dengesi kontrol edilip hidrojen ve yük dengesi sağlandığında denklem şu hali alır: \( 2NH₃ + 3O₂ \rightarrow 2NO₂^- + 2H^+ + 2H₂O \)
- ➡️ 2. Adım: Amonyağın mol kütlesini hesaplayalım. NH₃ = 14 + (3x1) = 17 g/mol.
- ➡️ 3. Adım: 102 gram amonyak kaç moldür? \( n = \frac{102 \text{ g}}{17 \text{ g/mol}} = 6 \text{ mol} \).
- ➡️ 4. Adım: Denkleme göre 2 mol NH₃, 2 mol H₂O oluşturuyor. Yani mol oranı 1:1'dir. Bu durumda 6 mol NH₃, 6 mol H₂O oluşturur.
- ➡️ 5. Adım: Suyun mol kütlesi H₂O = (2x1) + 16 = 18 g/mol. 6 mol suyun kütlesi = 6 mol x 18 g/mol = 108 gram.
✅ Sonuç olarak, 102 gram amonyağın oksidasyonu sonucu 108 gram su açığa çıkar.
