Mol soruları ve çözümleri

Question

Mol kavramını genel olarak anlıyorum ama soru çözerken hangi yolu izleyeceğim konusunda bazen karışıklık yaşıyorum. Özellikle mol sayısı, kütle ve tanecik sayısı arasındaki dönüşümlerde formülleri nasıl kullanacağımı tam oturtamadım. Bu konuyla ilgili farklı tarzlarda çözümlü örnekleri incelemek istiyorum.

Answer 1

Mol Kavramı Nedir?

Mol, kimyada madde miktarını ifade etmek için kullanılan bir ölçü birimidir. Bir maddenin 1 mol'ü, Avogadro sayısı kadar (yaklaşık \(6,02 \times 10^{23}\) tane) tanecik (atom, molekül, iyon vb.) içerir.

Mol Hesaplamalarında Kullanılan Temel Formüller

• Mol Sayısı (n): \( n = \frac{m}{M_A} \)

Burada;
m: Kütle (gram)
M_A: Mol kütlesi (g/mol)

• Tanecik Sayısı: \( \text{Tanecik Sayısı} = n \times N_A \)

Burada;
N_A: Avogadro sayısı (\(6,02 \times 10^{23}\))

• Gazlar için Normal Koşullarda Hacim: \( V = n \times 22,4 \)

Burada;
V: Hacim (Litre)
n: Mol sayısı
*Normal Koşullar: 0°C sıcaklık ve 1 atm basınç

Çözümlü Örnek Sorular

Örnek 1: Mol Sayısı Hesaplama

Soru: 36 gram su (H₂O) kaç moldür? (H:1, O:16)

Çözüm:
Öncelikle suyun mol kütlesini (M_A) hesaplayalım.
M_A = (2 x 1) + 16 = 18 g/mol
Formülü uygulayalım:
\( n = \frac{m}{M_A} = \frac{36 \text{ g}}{18 \text{ g/mol}} = 2 \text{ mol} \)
Cevap: 2 mol

Örnek 2: Tanecik Sayısı Hesaplama

Soru: 0,5 mol CO₂ molekülünde toplam kaç tane atom bulunur?

Çözüm:
1 mol CO₂ \(6,02 \times 10^{23}\) tane molekül içerir.
Önce molekül sayısını bulalım:
Molekül Sayısı = \(0,5 \text{ mol} \times 6,02 \times 10^{23} = 3,01 \times 10^{23}\) tane molekül
Her bir CO₂ molekülü 3 atomdan (1 C + 2 O) oluşur.
Toplam Atom Sayısı = \(3,01 \times 10^{23} \times 3 = 9,03 \times 10^{23}\) tane atom
Cevap: \(9,03 \times 10^{23}\)

Örnek 3: Gazların Hacim Hesaplaması

Soru: Normal koşullarda 8,96 litre hacim kaplayan CH₄ gazı kaç gramdır? (C:12, H:1)

Çözüm:
Öncelikle mol sayısını (n) bulalım.
\( n = \frac{V}{22,4} = \frac{8,96 \text{ L}}{22,4 \text{ L/mol}} = 0,4 \text{ mol} \)
CH₄'ün mol kütlesini (M_A) hesaplayalım.
M_A = 12 + (4 x 1) = 16 g/mol
Kütleyi (m) bulalım:
\( m = n \times M_A = 0,4 \text{ mol} \times 16 \text{ g/mol} = 6,4 \text{ gram} \)
Cevap: 6,4 gram

Örnek 4: Karışım Sorusu

Soru: Eşit kütlede alınan CO ve CO₂ gazlarından oluşan karışım toplam 3 mol olduğuna göre, karışımda kaç gram CO gazı vardır? (C:12, O:16)

Çözüm:
Her iki gazdan da m gram alındığını varsayalım.
CO'nun mol kütlesi: 12 + 16 = 28 g/mol
CO₂'nin mol kütlesi: 12 + 32 = 44 g/mol
CO'nun mol sayısı: \( \frac{m}{28} \)
CO₂'nin mol sayısı: \( \frac{m}{44} \)
Toplam mol sayısı 3 mol olduğuna göre:
\( \frac{m}{28} + \frac{m}{44} = 3 \)
Paydaları eşitleyelim (28 ve 44'ün EKOK'u 308'dir):
\( \frac{11m}{308} + \frac{7m}{308} = 3 \)
\( \frac{18m}{308} = 3 \)
\( 18m = 924 \)
\( m = 51,33 \text{ gram} \)
Karışımdaki CO kütlesi sorulduğu için m değerini kullanırız.
Cevap: ~51,33 gram

Not: Mol kavramı, kimyasal hesaplamaların temelini oluşturur. Bu tür soruları çözebilmek için atom kütlelerini doğru bilmek ve formülleri doğru uygulamak çok önemlidir.

Answer 2

Mol Çözümlü Test Soruları

Soru 1: Bir laboratuvarda 3,01×10²³ tane su molekülü bulunmaktadır. Bu su örneği ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? (H:1, O:16)
a) 0,5 mol su içerir
b) 9 gram suya karşılık gelir
c) 1 gram hidrojen atomu içerir
d) 8 gram oksijen atomu içerir
e) 6,02×10²³ tane hidrojen atomu içerir
Cevap: c) 1 gram hidrojen atomu içerir
Çözüm: 3,01×10²³ su molekülü = 0,5 mol su (6,02×10²³'te 1 mol). 0,5 mol su = 9 gram (18 g/mol). Hidrojen kütlesi: 0,5 mol × 2 g/mol = 1 gram değil, 0,5×2 = 1 mol H atomu × 1 g/mol = 1 gram olur. Ancak soruda 1 gram hidrojen atomu denmiş, bu doğru. Oksijen: 0,5 mol × 16 g/mol = 8 gram. Hidrojen atom sayısı: 0,5 mol su × 2 = 1 mol H atomu = 6,02×10²³ tane. Seçenekler kontrol edildiğinde c şıkkı doğru görünüyor. Dikkat: c şıkkı "1 gram hidrojen atomu içerir" ifadesi doğrudur. Yanlış ifade: b şıkkı "9 gram suya karşılık gelir" ifadesi yanlıştır çünkü 0,5 mol su 9 gramdır, bu doğru. Tekrar kontrol: 3,01×10²³ su molekülü = 0,5 mol su = 9 gram. Hidrojen kütlesi: 0,5×18×2/18 = 1 gram. Oksijen: 0,5×16 = 8 gram. Tüm şıklar doğru görünüyor. Soruda hata olabilir.

Soru 2: 8 gram CH₄ gazı ile 16 gram O₂ gazının karışımından oluşan bir sistemde toplam atom sayısı kaç mol'dür? (C:12, H:1, O:16)
a) 1,5
b) 2,0
c) 2,5
d) 3,0
e) 3,5
Cevap: d) 3,0
Çözüm: CH₄ molü = 8/16 = 0,5 mol (1 mol CH₄'te 5 atom var) → 0,5×5 = 2,5 mol atom. O₂ molü = 16/32 = 0,5 mol (1 mol O₂'de 2 atom var) → 0,5×2 = 1 mol atom. Toplam atom molü = 2,5 + 1 = 3,5 mol atom. Dikkat: Soruda "atom sayısı kaç mol" denmiş, yani mol cinsinden toplam atom sayısı. 3,5 mol atom. Ancak seçeneklerde 3,5 yok. Hesaplama: CH₄: 0,5 mol × 5 atom = 2,5 mol atom; O₂: 0,5 mol × 2 atom = 1 mol atom; Toplam: 3,5 mol atom. Seçeneklerde 3,5 olmadığına göre soruda hata var. Doğru cevap 3,5 olmalı.

Soru 3: Eşit kütlede alınan CO ve CO₂ gazlarından CO gazının mol sayısı CO₂'nin mol sayısının 1,5 katıdır. Buna göre, bu karışımın toplam mol sayısı 5 mol ise karışımdaki CO gazının kütlesi kaç gramdır? (C:12, O:16)
a) 28
b) 42
c) 56
d) 70
e) 84
Cevap: c) 56
Çözüm: CO = 28 g/mol, CO₂ = 44 g/mol. Eşit kütlede alındıklarında: m gram CO = m/28 mol, m gram CO₂ = m/44 mol. CO mol sayısı CO₂'nin 1,5 katı: m/28 = 1,5×(m/44) → m/28 = 1,5m/44 → 1/28 = 1,5/44 → 44 = 42 (çelişki). Bu durumda eşit kütlede alındığında mol oranı sabittir. CO molü = 1,5x, CO₂ molü = x olsun. Toplam mol = 2,5x = 5 → x = 2 mol. CO = 1,5×2 = 3 mol. CO kütlesi = 3×28 = 84 gram. Ancak eşit kütle şartı sağlanmıyor. Soruyu düzeltirsek: Eşit kütlede değil, verilen mol oranına göre: CO = 3 mol × 28 = 84 gram. Seçeneklerde 84 var (e şıkkı).