Soru:
Alüminyum (\(Al\)) ve kükürt (\(S\)) alüminyum sülfür (\(Al_2S_3\)) oluşturmak üzere tepkimeye girer. Tepkime denklemi \( 2Al + 3S \rightarrow Al_2S_3 \) şeklindedir. Bir deney tüpüne 5.4 gram \(Al\) ve 10.0 gram \(S\) konuluyor. (Al: 27 g/mol, S: 32 g/mol)
- a) Sınırlayıcı bileşen hangisidir?
- b) Tepkime sonunda hangi maddeden kaç gram artar?
- c) Kaç gram \(Al_2S_3\) oluşur? (Al2S3: 150 g/mol)
Çözüm:
💡 Kütle verildiği için önce mol sayılarını hesaplamalıyız.
- ➡️ 1. Adım: Mol Sayılarını Hesaplama
\( n_{Al} = \frac{5.4 \text{ g}}{27 \text{ g/mol}} = 0.2 \text{ mol} \)
\( n_{S} = \frac{10.0 \text{ g}}{32 \text{ g/mol}} = 0.3125 \text{ mol} \)
- ➡️ 2. Adım: Sınırlayıcı Bileşeni Belirleme
Tepkime denklemi: \( 2Al + 3S \rightarrow Al_2S_3 \)
- 0.2 mol \(Al\)'nin tamamen tepkimeye girmesi için gerekli \(S\) miktarı:
\( 0.2 \text{ mol } Al \times \frac{3}{2} = 0.3 \text{ mol } S \) gerekli. Mevcut \(S\) (0.3125 mol) > Gerekli \(S\) (0.3 mol). Yani \(Al\) için yeterli \(S\) var.
- 0.3125 mol \(S\)'nin tamamen tepkimeye girmesi için gerekli \(Al\) miktarı:
\( 0.3125 \text{ mol } S \times \frac{2}{3} \approx 0.2083 \text{ mol } Al \) gerekli. Mevcut \(Al\) (0.2 mol) < Gerekli \(Al\) (0.2083 mol). Yeterli \(Al\) yok.
Sonuç: \(Al\) sınırlayıcı bileşendir.
- ➡️ 3. Adım: Oluşan Ürün Miktarını Hesaplama
Sınırlayıcı bileşen \(Al\) olduğuna göre, oluşacak \(Al_2S_3\) miktarını \(Al\) üzerinden hesaplarız.
\( 2 \text{ mol } Al \)'den \( 1 \text{ mol } Al_2S_3 \) oluştuğuna göre,
\( 0.2 \text{ mol } Al \)'den \( \frac{0.2}{2} = 0.1 \text{ mol } Al_2S_3 \) oluşur.
Kütle (\(Al_2S_3\)) = \( 0.1 \text{ mol } \times 150 \text{ g/mol} = 15.0 \text{ g} \)
- ➡️ 4. Adım: Artan Madde Miktarını Hesaplama
Tepkimeye giren \(S\) miktarını hesaplayalım. 0.2 mol \(Al\) tepkimeye girer.
\( 2 \text{ mol } Al \), 3 mol \(S\) ile tepkimeye girdiğine göre,
\( 0.2 \text{ mol } Al \), \( 0.2 \times \frac{3}{2} = 0.3 \text{ mol } S \) ile tepkimeye girer.
Başlangıçtaki \(S\) miktarı = 0.3125 mol
Tepkimeye giren \(S\) miktarı = 0.3 mol
Artan \(S\) miktarı = 0.3125 - 0.3 = 0.0125 mol
Kütle (artan \(S\)) = \( 0.0125 \text{ mol } \times 32 \text{ g/mol} = 0.4 \text{ g} \)
✅ Sonuç: a) Sınırlayıcı bileşen \(Al\)'dir. b) 0.4 gram \(S\) artar. c) 15.0 gram \(Al_2S_3\) oluşur.
