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 5 mol \(N_2\) ve 12 mol \(H_2\) bulunmaktadır.
- Hangi reaktif sınırlayıcı bileşendir?
- Kaç mol amonyak oluşur?
- Reaksiyon sonunda kapta toplam kaç mol gaz bulunur?
Çözüm:
💡 Amonyak sentezi klasik bir sınırlayıcı bileşen örneğidir. Hangi gazın önce biteceğini bulmalıyız.
- ➡️ 1. Adım: Mol oranını belirle. Denklem: 1 mol \(N_2\), 3 mol \(H_2\) ile tepkimeye girerek 2 mol \(NH_3\) verir.
- ➡️ 2. Adım: Sınırlayıcı bileşeni bul.
- 5 mol \(N_2\) için gerekli \(H_2\): \(5 \times 3 = 15\) mol (Elimizde sadece 12 mol var. Yetersiz!).
- 12 mol \(H_2\) için gerekli \(N_2\): \(12 / 3 = 4\) mol (Elimizde 5 mol var. Yeterli!).
\(H_2\) ihtiyaç duyulandan az olduğu için sınırlayıcı bileşen \(H_2\)'dir.
- ➡️ 3. Adım: Oluşan ürün miktarını hesapla. 3 mol \(H_2\), 2 mol \(NH_3\) veriyorsa, 12 mol \(H_2\) tamamen tepkimeye girerse \( \frac{12}{3} \times 2 = 8 \) mol \(NH_3\) oluşur.
- ➡️ 4. Adım: Artan madde ve toplam molü bul. 12 mol \(H_2\), 4 mol \(N_2\) ile tepkimeye girer. Artan \(N_2\) miktarı = \(5 - 4 = 1\) mol. Toplam gaz mol sayısı = (Artan 1 mol \(N_2\)) + (Oluşan 8 mol \(NH_3\)) = 9 mol.
✅ Sonuç: Sınırlayıcı bileşen \(H_2\)'dir. 8 mol \(NH_3\) oluşur ve kapta toplam 9 mol gaz bulunur.
