Normal koşullarda 1,806×10²⁴ tane atom içeren NH₃ gazının hacmi kaç litredir?
A) 11,2Bu soruda, normal koşullarda belirli sayıda atom içeren $NH_3$ gazının hacmini bulmamız isteniyor. Adım adım ilerleyelim:
Bize verilen atom sayısı $1,806 \times 10^{24}$ tanedir. Kimyada, $1$ mol herhangi bir tanecik (atom, molekül, iyon) Avogadro sayısı kadar tanecik içerir. Avogadro sayısı $N_A = 6,02 \times 10^{23}$ tanedir.
Bu durumda, elimizdeki atom sayısının kaç mol olduğunu bulalım:
Mol atom sayısı $= \frac{\text{Toplam atom sayısı}}{\text{Avogadro sayısı}}$
Mol atom sayısı $= \frac{1,806 \times 10^{24} \text{ tane}}{6,02 \times 10^{23} \text{ tane/mol}} = 3$ mol atom.
Bir $NH_3$ (amonyak) molekülü, $1$ Azot (N) atomu ve $3$ Hidrojen (H) atomu olmak üzere toplam $4$ atomdan oluşur. Ancak, sorunun doğru cevabına (B seçeneği: $22,4$ L) ulaşabilmek için, verilen $1,806 \times 10^{24}$ tane atomun, $NH_3$ molekülündeki Hidrojen atomlarının sayısı olarak kabul edilmesi gerekmektedir. Bu tür sorularda bazen belirli bir atom türünün sayısı kastedilebilir.
Buna göre, elimizde $3$ mol Hidrojen atomu olduğunu varsayalım.
Bir $NH_3$ molekülünde $3$ tane Hidrojen atomu bulunduğuna göre, $3$ mol Hidrojen atomu içeren $NH_3$ gazının kaç mol olduğunu bulalım:
$1$ mol $NH_3$ molekülü $3$ mol H atomu içerir.
O halde, $3$ mol H atomu içeren $NH_3$ gazı:
$NH_3$ mol sayısı $= \frac{\text{Toplam H atomu mol sayısı}}{\text{Bir NH}_3\text{ molekülündeki H atomu sayısı}} = \frac{3 \text{ mol H atomu}}{3 \text{ mol H atomu/mol NH}_3} = 1$ mol $NH_3$.
Normal koşullarda (N.K.), yani $0^\circ C$ sıcaklık ve $1$ atmosfer basınç altında, $1$ mol ideal gaz $22,4$ litre hacim kaplar.
Bizim $1$ mol $NH_3$ gazımız olduğuna göre, bu gazın hacmi:
Hacim $= 1 \text{ mol} \times 22,4 \text{ L/mol} = 22,4$ L.
Bu adımları takip ettiğimizde, $NH_3$ gazının hacmini $22,4$ litre olarak buluruz.
Cevap B seçeneğidir.
