Soru:
Eşit kütlede kalsiyum karbür (CaC₂) ve su kullanılarak tam verimle asetilen gazı (C₂H₂) elde ediliyor. Reaksiyon sonunda 13 gram asetilen gazı toplandığına göre, başlangıçta kullanılan toplam madde kütlesi (CaC₂ + H₂O) kaç gramdır? (Ca: 40 g/mol, C: 12 g/mol, O: 16 g/mol, H: 1 g/mol)
Çözüm:
💡 Öncelikle reaksiyon denklemini yazıp, mol kütlelerini hesaplayacağız. Soruda eşit kütle olduğu için dikkatli olmalıyız.
- ➡️ 1. Adım: Asetilen elde etme reaksiyonunu yazalım.
CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂
- ➡️ 2. Adım: 13 gram asetilenin molünü bulalım.
C₂H₂'nin mol kütlesi = 26 g/mol
nC₂H₂ = 13 g / 26 g/mol = 0,5 mol
- ➡️ 3. Adım: Denkleme göre 1 mol C₂H₂ elde etmek için 1 mol CaC₂ ve 2 mol H₂O gerekir.
0,5 mol C₂H₂ için 0,5 mol CaC₂ ve 1 mol H₂O gerekir.
- ➡️ 4. Adım: Gerekli maddelerin kütlelerini bulalım.
CaC₂ kütlesi = 0,5 mol * (40 + 2*12) g/mol = 0,5 mol * 64 g/mol = 32 gram
H₂O kütlesi = 1 mol * (2*1 + 16) g/mol = 1 mol * 18 g/mol = 18 gram
- ➡️ 5. Adım: Soruda eşit kütlede CaC₂ ve H₂O kullanıldığı belirtilmiş. Hesapladığımız kütleler (32g ve 18g) eşit değil. Bu durumda sınırlayıcı bileşen hangisidir? 32 gram CaC₂ ile reaksiyona girebilecek suyu bulalım.
64 g CaC₂, 36 g H₂O ile reaksiyona girerse
32 g CaC₂, x g H₂O ile reaksiyona girer
x = 18 g H₂O. Bu, hesapladığımız su miktarına eşit. Yani 32 gramlık her iki maddeden başlanmış olsaydı, 18 gram su tamamen reaksiyona girer, 14 gram CaC₂ artardı ve 0,5 mol C₂H₂ oluşurdu. Bu, soruda verilen durumla uyuşuyor.
- ➡️ 6. Adım: Toplam başlangıç kütlesi = 32 g (CaC₂) + 32 g (H₂O) = 64 gram.
✅ Sonuç: Başlangıçtaki toplam madde kütlesi 64 gramdır.
