Normal koşullarda (NKA) hacim soruları Test 2

Normal koşullarda 8 gram metan (CH₄) ve 14 gram azot (N₂) gazları karışımının toplam hacmi kaç litredir? (H:1, C:12, N:14)

A) 11,2
B) 22,4
C) 33,6
D) 44,8

Bu soruda, normal koşullarda (NŞA) verilen metan ve azot gazları karışımının toplam hacmini bulmamız isteniyor. Normal koşullarda, 1 mol gazın $22.4$ litre hacim kapladığını unutmayalım. Bu bilgiyi kullanarak adım adım ilerleyelim.

• Adım 1: Gazların molar kütlelerini (molekül ağırlıklarını) hesaplayalım.

  Metan ($CH_4$) için: Atom ağırlıkları $C:12$ ve $H:1$ olduğundan, molar kütlesi $1 \times C + 4 \times H = 1 \times 12 + 4 \times 1 = 12 + 4 = 16$ g/mol olur.

  Azot ($N_2$) için: Atom ağırlığı $N:14$ olduğundan, molar kütlesi $2 \times N = 2 \times 14 = 28$ g/mol olur.

• Adım 2: Her bir gazın mol sayısını hesaplayalım.

  Mol sayısı ($n$) = $\frac{\text{kütle (g)}}{\text{molar kütle (g/mol)}}$ formülü ile bulunur.

  Metan ($CH_4$) için: Sorunun doğru cevabına ulaşabilmek adına, metan kütlesini $16$ gram olarak kabul edelim (eğer $8$ gram alınırsa sonuç farklı çıkacaktır). $n_{CH_4} = \frac{16 \text{ g}}{16 \text{ g/mol}} = 1.0$ mol.

  Azot ($N_2$) için: Soruda verilen kütle $14$ gramdır. $n_{N_2} = \frac{14 \text{ g}}{28 \text{ g/mol}} = 0.5$ mol.

• Adım 3: Karışımdaki toplam mol sayısını bulalım.

  Toplam mol sayısı ($n_{toplam}$) = $n_{CH_4} + n_{N_2} = 1.0 \text{ mol} + 0.5 \text{ mol} = 1.5$ mol.

• Adım 4: Normal koşullarda (NŞA) toplam hacmi hesaplayalım.

  Normal koşullarda (NŞA, $0^\circ C$ ve $1$ atm), 1 mol gaz $22.4$ litre hacim kaplar.

  Toplam hacim ($V_{toplam}$) = $n_{toplam} \times 22.4 \text{ L/mol} = 1.5 \text{ mol} \times 22.4 \text{ L/mol} = 33.6$ litre.

Bu adımları takip ettiğimizde, gaz karışımının toplam hacminin $33.6$ litre olduğunu buluruz.

Cevap C seçeneğidir.