10. sınıf kimya test çöz Test 2

Organik bir bileşiğin kütle spektrumunda molekül iyon pikinin m/z değeri 74'tür. Bileşik sodyum hidroksit çözeltisi ile ısıtıldığında karboksilat iyonu ve alkol oluşturuyor. Bu bileşik aşağıdakilerden hangisi olabilir?

A) Propanol
B) Etil metil eter
C) Etil asetat
D) Asetik asit

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruyu adım adım inceleyerek doğru cevaba ulaşalım. Soruda bize bir organik bileşiğin kütle spektrumunda molekül iyon pikinin $m/z$ değerinin 74 olduğu ve bu bileşiğin sodyum hidroksit çözeltisi ile ısıtıldığında karboksilat iyonu ve alkol oluşturduğu bilgisi verilmiş.

• Adım 1: Molekül İyon Piki ve Molar Kütle

  Kütle spektrumunda molekül iyon pikinin $m/z$ değeri, bileşiğin molar kütlesini (yaklaşık olarak) verir. Buna göre, aradığımız bileşiğin molar kütlesi $74 \text{ g/mol}$ olmalıdır.

• Adım 2: Reaksiyon Tipi Analizi

  Bileşiğin sodyum hidroksit ($NaOH$) çözeltisi ile ısıtıldığında karboksilat iyonu ve alkol oluşturması, tipik bir ester hidrolizi (saponifikasyon) reaksiyonudur. Esterler, bazik ortamda hidrolize uğrayarak bir karboksilat tuzu (karboksilat iyonu) ve bir alkol oluştururlar.

• Adım 3: Seçeneklerin İncelenmesi ve Molar Kütle Hesaplamaları

  Şimdi verilen seçenekleri tek tek inceleyelim ve hem molar kütlelerini hesaplayalım hem de reaksiyon özelliklerini değerlendirelim:

  • A) Propanol:
    • Formülü: $CH_3CH_2CH_2OH$ ($C_3H_8O$)
    • Molar kütlesi: $(3 \times 12) + (8 \times 1) + (1 \times 16) = 36 + 8 + 16 = 60 \text{ g/mol}$.
    • Propanol bir alkoldür. Molar kütlesi 74 değildir ve $NaOH$ ile ısıtıldığında karboksilat iyonu ve başka bir alkol oluşturmaz. Bu nedenle A seçeneği doğru değildir.
  • B) Etil metil eter:
    • Formülü: $CH_3OCH_2CH_3$ ($C_3H_8O$)
    • Molar kütlesi: $(3 \times 12) + (8 \times 1) + (1 \times 16) = 36 + 8 + 16 = 60 \text{ g/mol}$.
    • Etil metil eter bir eterdir. Molar kütlesi 74 değildir ve $NaOH$ ile ısıtıldığında hidrolize uğrayarak karboksilat iyonu ve alkol oluşturmaz. Bu nedenle B seçeneği doğru değildir.
  • C) Etil asetat:
    • Formülü: $CH_3COOCH_2CH_3$ ($C_4H_8O_2$)
    • Molar kütlesi: $(4 \times 12) + (8 \times 1) + (2 \times 16) = 48 + 8 + 32 = 88 \text{ g/mol}$.
    • Etil asetat bir esterdir. Esterler, $NaOH$ ile ısıtıldığında hidrolize uğrayarak karboksilat iyonu ve alkol oluştururlar. Reaksiyonu: $CH_3COOCH_2CH_3 + NaOH \xrightarrow{ısıtma} CH_3COONa + CH_3CH_2OH$ (Etil asetat) + (Sodyum hidroksit) $\rightarrow$ (Sodyum asetat - karboksilat iyonu) + (Etanol - alkol) Bu reaksiyon, soruda belirtilen koşulları tam olarak karşılamaktadır.
  • D) Asetik asit:
    • Formülü: $CH_3COOH$ ($C_2H_4O_2$)
    • Molar kütlesi: $(2 \times 12) + (4 \times 1) + (2 \times 16) = 24 + 4 + 32 = 60 \text{ g/mol}$.
    • Asetik asit bir karboksilik asittir. Molar kütlesi 74 değildir. $NaOH$ ile reaksiyona girerek sodyum asetat (karboksilat iyonu) oluşturur, ancak bir alkol oluşturmaz. Bu nedenle D seçeneği doğru değildir.
• Adım 4: Molar Kütle Tutarsızlığının Değerlendirilmesi

  Seçenekleri incelediğimizde, sadece C seçeneği olan Etil asetat, soruda belirtilen reaksiyon tipine (bazik hidroliz sonucu karboksilat ve alkol oluşumu) uymaktadır. Ancak, Etil asetatın molar kütlesi $88 \text{ g/mol}$ iken, soruda molekül iyon pikinin $m/z$ değeri $74$ olarak verilmiştir. Bu durumda, sorudaki $m/z = 74$ değerinin bir yazım hatası olduğu ve aslında $m/z = 88$ olması gerektiği anlaşılmaktadır. Organik kimya sorularında bu tür küçük tutarsızlıklar zaman zaman görülebilir. Reaksiyon tipi, bileşiğin kimliğini belirlemede çok güçlü bir ipucudur.

Sonuç olarak, reaksiyon tipine göre tek uygun seçenek Etil asetat'tır.

Cevap C seçeneğidir.