Eşit mol sayıda alınan CO ve CO₂ gazları için aşağıdakilerden hangisi doğrudur? (C:12, O:16)
A) Kütleleri eşittir
B) Molekül sayıları eşittir
C) Oksijen kütleleri eşittir
D) Normal koşullarda hacimleri farklıdır
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruyu adım adım inceleyerek kimya bilgilerimizi pekiştirelim. Soruda, eşit mol sayıda alınan CO (karbon monoksit) ve CO₂ (karbon dioksit) gazları için hangi ifadenin doğru olduğu soruluyor. Anahtar noktamız "eşit mol sayısı" ifadesidir. Mol kavramının ne anlama geldiğini hatırlayarak seçenekleri değerlendirelim.
- Verilen Bilgiler:
- CO ve CO₂ gazlarının mol sayıları eşittir. Yani, $n_{CO} = n_{CO_2}$.
- Atom kütleleri: C:12, O:16.
- A) Kütleleri eşittir
- Öncelikle CO ve CO₂'nin molar kütlelerini (1 molünün kütlesini) hesaplayalım:
- $M_{CO} = 1 \times C + 1 \times O = 1 \times 12 + 1 \times 16 = 28 \text{ g/mol}$
- $M_{CO_2} = 1 \times C + 2 \times O = 1 \times 12 + 2 \times 16 = 12 + 32 = 44 \text{ g/mol}$
- Kütle ($m$) formülü $m = n \times M$'dir. Mol sayıları ($n$) eşit olsa bile, molar kütleleri ($M$) farklı olduğu için kütleleri eşit olamaz. Örneğin, 1 mol CO'nun kütlesi 28 g iken, 1 mol CO₂'nin kütlesi 44 g'dır. Bu nedenle A seçeneği yanlıştır.
- B) Molekül sayıları eşittir
- Mol kavramının tanımına göre, 1 mol madde Avogadro sayısı ($N_A$) kadar tanecik (atom, molekül, iyon vb.) içerir. Molekül sayısı ($N$) formülü $N = n \times N_A$'dır.
- Soruda CO ve CO₂ gazlarının mol sayılarının eşit olduğu belirtilmiştir ($n_{CO} = n_{CO_2}$).
- Dolayısıyla, Avogadro sayısı her iki gaz için de aynı olduğundan, mol sayıları eşit olan gazların molekül sayıları da eşit olmak zorundadır. Bu nedenle B seçeneği doğrudur.
- C) Oksijen kütleleri eşittir
- Her bir moleküldeki oksijen atomu sayısına bakalım:
- CO molekülünde 1 tane oksijen atomu vardır. Eğer $n$ mol CO varsa, bu $n$ mol oksijen atomu içerir. Oksijenin kütlesi: $m_O(CO) = n \times M_O = n \times 16 \text{ g}$.
- CO₂ molekülünde 2 tane oksijen atomu vardır. Eğer $n$ mol CO₂ varsa, bu $2n$ mol oksijen atomu içerir. Oksijenin kütlesi: $m_O(CO_2) = 2n \times M_O = 2n \times 16 = 32n \text{ g}$.
- Görüldüğü gibi, oksijen kütleleri eşit değildir ($16n \neq 32n$). Bu nedenle C seçeneği yanlıştır.
- D) Normal koşullarda hacimleri farklıdır
- Normal koşullarda (0°C ve 1 atm basınç), 1 mol ideal gaz $22.4$ litre hacim kaplar. Bu hacim, gazın türünden bağımsızdır.
- Hacim ($V$) formülü $V = n \times 22.4 \text{ L/mol}$'dür.
- CO ve CO₂ gazlarının mol sayıları eşit olduğu için, normal koşullardaki hacimleri de eşit olacaktır. Yani $V_{CO} = V_{CO_2}$.
- Seçenek "hacimleri farklıdır" dediği için D seçeneği yanlıştır.
Yukarıdaki analizler sonucunda, eşit mol sayıda alınan CO ve CO₂ gazları için sadece molekül sayılarının eşit olduğu sonucuna varırız.
Cevap B seçeneğidir.
