H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O
Yukarıdaki nötralleşme tepkimesinde 0,3 mol NaOH tamamen tepkimeye girdiğinde kaç gram su oluşur? (H:1 g/mol, O:16 g/mol)
Sevgili öğrenciler, bu soruda bir nötralleşme tepkimesinde belirli miktarda reaktan kullanıldığında ne kadar ürün oluştuğunu hesaplayacağız. Kimyasal tepkimelerde mol kavramı ve stokiyometri çok önemlidir. Adım adım ilerleyelim:
Öncelikle verilen tepkime denklemini dikkatlice inceleyelim:
$H_3PO_4 + 3NaOH \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$
Bu denklem bize reaktanlar ($H_3PO_4$ ve $NaOH$) ve ürünler ($Na_3PO_4$ ve $H_2O$) arasındaki mol oranlarını gösterir. Denklemin katsayıları, tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol sayıları arasındaki ilişkiyi verir.
Denklemden anlıyoruz ki, $1 \text{ mol } H_3PO_4$ tepkimeye girdiğinde $3 \text{ mol } NaOH$ tepkimeye girer, $1 \text{ mol } Na_3PO_4$ oluşur ve $3 \text{ mol } H_2O$ oluşur.
Bizim için önemli olan $NaOH$ ve $H_2O$ arasındaki orandır: $3 \text{ mol } NaOH$ tepkimeye girdiğinde $3 \text{ mol } H_2O$ oluşur. Bu da $1:1$ mol oranı demektir.
Soruda bize $0,3 \text{ mol } NaOH$'ın tamamen tepkimeye girdiği bilgisi verilmiş. 1. adımda belirlediğimiz mol oranına göre:
Eğer $3 \text{ mol } NaOH$ tepkimeye girdiğinde $3 \text{ mol } H_2O$ oluşuyorsa,
O zaman $0,3 \text{ mol } NaOH$ tepkimeye girdiğinde de $0,3 \text{ mol } H_2O$ oluşacaktır.
Yani, oluşan suyun mol sayısı $n_{H_2O} = 0,3 \text{ mol}$'dür.
Suyun kütlesini bulabilmek için önce molar kütlesini (1 mol suyun kütlesini) hesaplamamız gerekiyor. Verilen atom kütleleri şunlardır: H: $1 \text{ g/mol}$ ve O: $16 \text{ g/mol}$.
Suyun ($H_2O$) formülünde $2$ tane Hidrojen atomu ve $1$ tane Oksijen atomu bulunur. Bu durumda molar kütlesi:
$M_{H_2O} = (2 \times M_H) + (1 \times M_O)$
$M_{H_2O} = (2 \times 1 \text{ g/mol}) + (1 \times 16 \text{ g/mol})$
$M_{H_2O} = 2 \text{ g/mol} + 16 \text{ g/mol}$
$M_{H_2O} = 18 \text{ g/mol}$
Şimdi elimizde oluşan suyun mol sayısı ($n_{H_2O} = 0,3 \text{ mol}$) ve suyun molar kütlesi ($M_{H_2O} = 18 \text{ g/mol}$) var. Kütleyi (m) mol sayısı (n) ve molar kütle (M) arasındaki ilişkiyi kullanarak bulabiliriz: $m = n \times M$
$m_{H_2O} = n_{H_2O} \times M_{H_2O}$
$m_{H_2O} = 0,3 \text{ mol} \times 18 \text{ g/mol}$
$m_{H_2O} = 5,4 \text{ g}$
Yani, $0,3 \text{ mol } NaOH$ tamamen tepkimeye girdiğinde $5,4 \text{ gram}$ su oluşur.
Bu adımları takip ederek doğru sonuca ulaştık. Kimyasal tepkimelerde mol oranlarını doğru anlamak ve molar kütle hesaplamalarını dikkatli yapmak, bu tür soruları çözmenin anahtarıdır.
Cevap B seçeneğidir.
