Soru:
Hidrojen gazı (\(H_2\)) ve oksijen gazı (\(O_2\)) su (\(H_2O\)) oluşturmak üzere tepkimeye girer. Tepkime denklemi \( 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O \) şeklindedir. Başlangıçta 10 mol \(H_2\) ve 7 mol \(O_2\) bulunmaktadır. Tepkime tam verimle gerçekleştiğine göre:
- a) Sınırlayıcı bileşen hangisidir?
- b) Tepkime sonunda hangi maddeden kaç mol artar?
- c) Kaç mol \(H_2O\) oluşur?
Çözüm:
💡 Bu bir artan madde problemidir. Sınırlayıcı bileşeni bulmak için her bir reaktifin, tepkime denklemindeki katsayılarına göre diğer reaktifle tamamen tepkimeye girmesi için gerekli miktarını hesaplarız.
- ➡️ 1. Adım: Sınırlayıcı Bileşeni Belirleme
Mevcut: 10 mol \(H_2\), 7 mol \(O_2\)
Tepkime denklemi: \( 2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O \)
- 10 mol \(H_2\)'nin tamamen tepkimeye girmesi için gerekli \(O_2\) miktarı:
\( \frac{10 \text{ mol } H_2}{2} = 5 \text{ mol } O_2 \) gerekli. Mevcut \(O_2\) (7 mol) > Gerekli \(O_2\) (5 mol). Yani \(H_2\) için yeterli \(O_2\) var.
- 7 mol \(O_2\)'nin tamamen tepkimeye girmesi için gerekli \(H_2\) miktarı:
\( 7 \text{ mol } O_2 \times 2 = 14 \text{ mol } H_2 \) gerekli. Mevcut \(H_2\) (10 mol) < Gerekli \(H_2\) (14 mol). Yeterli \(H_2\) yok.
Sonuç: \(H_2\) sınırlayıcı bileşendir.
- ➡️ 2. Adım: Oluşan Ürün Miktarını Hesaplama
Sınırlayıcı bileşen \(H_2\) olduğuna göre, oluşacak su miktarını \(H_2\) üzerinden hesaplarız.
\( 2 \text{ mol } H_2 \)'den \( 2 \text{ mol } H_2O \) oluştuğuna göre,
\( 10 \text{ mol } H_2 \)'den \( 10 \text{ mol } H_2O \) oluşur.
- ➡️ 3. Adım: Artan Madde Miktarını Hesaplama
Tepkimeye giren \(O_2\) miktarını hesaplayalım. 10 mol \(H_2\) tepkimeye girer.
\( 2 \text{ mol } H_2 \), 1 mol \(O_2\) ile tepkimeye girdiğine göre,
\( 10 \text{ mol } H_2 \), \( \frac{10}{2} = 5 \text{ mol } O_2 \) ile tepkimeye girer.
Başlangıçtaki \(O_2\) miktarı = 7 mol
Tepkimeye giren \(O_2\) miktarı = 5 mol
Artan \(O_2\) miktarı = 7 - 5 = 2 mol
✅ Sonuç: a) Sınırlayıcı bileşen \(H_2\)'dir. b) 2 mol \(O_2\) artar. c) 10 mol \(H_2O\) oluşur.
