Soru:
Azot gazı (\(N_2\)) ve hidrojen gazı (\(H_2\)) amonyak (\(NH_3\)) oluşturmak üzere tepkimeye girer. Tepkime denklemi \( N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 \) şeklindedir. Bir kapta 4 mol \(N_2\) ve 9 mol \(H_2\) bulunmaktadır. Tepkime tam verimle gerçekleştiğine göre:
- a) Sınırlayıcı bileşen hangisidir?
- b) Tepkime sonunda hangi maddeden kaç mol artar?
- c) Kaç mol \(NH_3\) oluşur?
Çözüm:
💡 Sınırlayıcı bileşeni bulmak için her iki reaktifi de kontrol edeceğiz.
- ➡️ 1. Adım: Sınırlayıcı Bileşeni Belirleme
Mevcut: 4 mol \(N_2\), 9 mol \(H_2\)
Tepkime denklemi: \( N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 \)
- 4 mol \(N_2\)'nin tamamen tepkimeye girmesi için gerekli \(H_2\) miktarı:
\( 4 \text{ mol } N_2 \times 3 = 12 \text{ mol } H_2 \) gerekli. Mevcut \(H_2\) (9 mol) < Gerekli \(H_2\) (12 mol). Yeterli \(H_2\) yok.
- 9 mol \(H_2\)'nin tamamen tepkimeye girmesi için gerekli \(N_2\) miktarı:
\( \frac{9 \text{ mol } H_2}{3} = 3 \text{ mol } N_2 \) gerekli. Mevcut \(N_2\) (4 mol) > Gerekli \(N_2\) (3 mol). Yani \(H_2\) için yeterli \(N_2\) var.
Sonuç: \(H_2\) sınırlayıcı bileşendir.
- ➡️ 2. Adım: Oluşan Ürün Miktarını Hesaplama
Sınırlayıcı bileşen \(H_2\) olduğuna göre, oluşacak amonyak miktarını \(H_2\) üzerinden hesaplarız.
\( 3 \text{ mol } H_2 \)'den \( 2 \text{ mol } NH_3 \) oluştuğuna göre,
\( 9 \text{ mol } H_2 \)'den \( \frac{9}{3} \times 2 = 6 \text{ mol } NH_3 \) oluşur.
- ➡️ 3. Adım: Artan Madde Miktarını Hesaplama
Tepkimeye giren \(N_2\) miktarını hesaplayalım. 9 mol \(H_2\) tepkimeye girer.
\( 3 \text{ mol } H_2 \), 1 mol \(N_2\) ile tepkimeye girdiğine göre,
\( 9 \text{ mol } H_2 \), \( \frac{9}{3} = 3 \text{ mol } N_2 \) ile tepkimeye girer.
Başlangıçtaki \(N_2\) miktarı = 4 mol
Tepkimeye giren \(N_2\) miktarı = 3 mol
Artan \(N_2\) miktarı = 4 - 3 = 1 mol
✅ Sonuç: a) Sınırlayıcı bileşen \(H_2\)'dir. b) 1 mol \(N_2\) artar. c) 6 mol \(NH_3\) oluşur.
