Asetik asit ve etanolün esterleşme reaksiyonu denklemine göre 60 gram asetik asit ve 46 gram etanol tepkimeye girdiğinde,
kaç gram ester oluşur? (H:1, C:12, O:16)
A) 44
B) 58
C) 74
D) 88
Sevgili öğrenciler, bu soruda asetik asit ve etanolün esterleşme reaksiyonunu inceleyerek ne kadar ester oluştuğunu bulacağız. Kimyasal reaksiyonlarda madde miktarlarını doğru hesaplamak için adım adım ilerlememiz çok önemlidir. Hadi başlayalım!
- 1. Adım: Tepkime Denklemini Yazalım ve Dengeleyelim
- Asetik asit ($CH_3COOH$) ve etanol ($C_2H_5OH$) tepkimeye girerek etil asetat (bir ester) ve su oluşturur. Bu bir esterleşme tepkimesidir.
- $CH_3COOH_{(s)} + C_2H_5OH_{(s)} \rightleftharpoons CH_3COOC_2H_5_{(s)} + H_2O_{(s)}$
- Gördüğünüz gibi, denklem zaten dengelenmiş durumda. Her bir reaktan ve üründen 1 mol bulunmaktadır.
- 2. Adım: Maddelerin Molar Kütlelerini (Mol Ağırlıklarını) Hesaplayalım
- Molar kütleleri hesaplamak için verilen atom ağırlıklarını kullanacağız (H:1, C:12, O:16).
- Asetik asit ($CH_3COOH$): $2 \times C + 4 \times H + 2 \times O = (2 \times 12) + (4 \times 1) + (2 \times 16) = 24 + 4 + 32 = 60 \text{ g/mol}$
- Etanol ($C_2H_5OH$): $2 \times C + 6 \times H + 1 \times O = (2 \times 12) + (6 \times 1) + (1 \times 16) = 24 + 6 + 16 = 46 \text{ g/mol}$
- Etil asetat ($CH_3COOC_2H_5$ veya $C_4H_8O_2$): $4 \times C + 8 \times H + 2 \times O = (4 \times 12) + (8 \times 1) + (2 \times 16) = 48 + 8 + 32 = 88 \text{ g/mol}$
- Su ($H_2O$): $2 \times H + 1 \times O = (2 \times 1) + (1 \times 16) = 2 + 16 = 18 \text{ g/mol}$
- 3. Adım: Başlangıç Maddelerinin Mol Sayılarını Bulalım
- Mol sayısı ($n$) = Kütle ($m$) / Molar Kütle ($M_a$) formülünü kullanacağız.
- Asetik asit için: $n_{asetik asit} = 60 \text{ g} / 60 \text{ g/mol} = 1 \text{ mol}$
- Etanol için: $n_{etanol} = 46 \text{ g} / 46 \text{ g/mol} = 1 \text{ mol}$
- 4. Adım: Sınırlayıcı Bileşeni Belirleyelim
- Dengelenmiş tepkime denklemine göre, 1 mol asetik asit, 1 mol etanol ile tepkimeye girer.
- Bizim elimizde de 1 mol asetik asit ve 1 mol etanol bulunmaktadır. Bu durumda, her iki reaktan da tam olarak tükenecektir (eğer tepkime %100 verimle gerçekleşirse). Yani, sınırlayıcı bileşen yoktur veya her ikisi de sınırlayıcıdır diyebiliriz.
- 5. Adım: Oluşan Esterin Mol Sayısını Hesaplayalım
- Tepkime denklemine göre, 1 mol asetik asit ve 1 mol etanol tepkimeye girdiğinde 1 mol etil asetat (ester) oluşur.
- Dolayısıyla, 1 mol ester oluşacaktır.
- 6. Adım: Oluşan Esterin Kütlesini Bulalım
- Esterin kütlesini bulmak için mol sayısı ile molar kütlesini çarpacağız.
- Kütle ($m$) = Mol sayısı ($n$) $\times$ Molar Kütle ($M_a$)
- $m_{ester} = 1 \text{ mol} \times 88 \text{ g/mol} = 88 \text{ g}$
Bu hesaplamalara göre, 60 gram asetik asit ve 46 gram etanol tepkimeye girdiğinde 88 gram ester (etil asetat) oluşur.
Cevap D seçeneğidir.
