Soru:
Bir kükürt bakterisi, hidrojen sülfür (H₂S) yerine elementel kükürtü (S) oksitleyerek enerji üretmektedir. Reaksiyon denklemi:
\[ 2 S + 3 O_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 H_2SO_4 + \text{Enerji} \]
Bu reaksiyon sonucu açığa çıkan enerji, 4 mol CO₂'yi sabit bir sıcaklıkta glikoza dönüştürmek için kullanılıyor. Bu işlem için kaç gram elementel kükürt (S) oksitlenmiştir? (S:32 g/mol)
Çözüm:
💡 Bu soruda, CO₂'den glikoz sentezine ve kükürt oksidasyonuna odaklanacağız.
- ➡️ Adım 1: 4 mol CO₂'den ne kadar glikoz sentezlenir? Glikoz (C₆H₁₂O₆) 6 karbon atomu içerdiğinden, 1 mol glikoz sentezi için 6 mol CO₂ gerekir. O halde 4 mol CO₂, \( \frac{4}{6} = \frac{2}{3} \) mol glikoz sentezler.
- ➡️ Adım 2: Glikoz sentez enerjisini hesaplayalım. 1 mol glikoz sentezi için gereken enerji "E" olsun. \( \frac{2}{3} \) mol glikoz sentezi için \( \frac{2}{3}E \) enerji gerekir.
- ➡️ Adım 3: Kemosentetik reaksiyona bakalım. \( 2 S + 3 O_2 + 2 H_2O \rightarrow 2 H_2SO_4 + \text{Enerji} \). Bu reaksiyondan açığa çıkan enerji miktarı "x" olsun. Soruda, bu enerjinin tamamının 4 mol CO₂'yi glikoza çevirmek için kullanıldığı belirtilmiş. Yani, bir reaksiyondan çıkan "x" enerji, \( \frac{2}{3}E \) enerjisine eşit. Bu durumda, 1 reaksiyon yeterli olacaktır.
- ➡️ Adım 4: 1 reaksiyonda oksitlenen kükürt miktarı: Denklemde 2 mol S kullanılıyor. Kükürtün mol kütlesi 32 g/mol olduğuna göre, 2 mol S'nin kütlesi \( 2 \times 32 = 64 \) gramdır.
✅ Sonuç olarak, 4 mol CO₂'yi glikoza dönüştürmek için 64 gram elementel kükürt oksitlenmiştir.
