X ve Y elementlerinden oluşan iki farklı bileşikle ilgili aşağıdaki bilgiler veriliyor:
- I. bileşikte 7 gram X ile 4 gram Y birleşmiştir.
- II. bileşikte 7 gram X ile 8 gram Y birleşmiştir.
Buna göre, II. bileşiğin formülü XY ise, I. bileşiğin formülü aşağıdakilerden hangisi olabilir?
Bu soruda, Katlı Oranlar Yasası'nı kullanarak iki farklı bileşiğin formülleri arasındaki ilişkiyi bulacağız. Adım adım ilerleyelim:
I. bileşikte $7 \text{ gram X}$ ile $4 \text{ gram Y}$ birleşmiştir.
II. bileşikte $7 \text{ gram X}$ ile $8 \text{ gram Y}$ birleşmiştir.
II. bileşiğin formülü $XY$ olarak verilmiştir.
Bizden I. bileşiğin formülü istenmektedir.
Katlı Oranlar Yasası'nı uygulayabilmek için, iki bileşikte de bir elementin kütlesini sabit tutmamız gerekir. Bu soruda X elementinin kütlesi her iki bileşikte de $7 \text{ gram}$ olarak zaten sabit verilmiştir. Bu, işimizi kolaylaştırıyor.
X'in kütlesi sabitken, Y'nin kütlelerini karşılaştıralım:
I. bileşikte ($7 \text{ gram X}$ için): $4 \text{ gram Y}$
II. bileşikte ($7 \text{ gram X}$ için): $8 \text{ gram Y}$
Gördüğümüz gibi, aynı miktarda X ile birleşen Y kütleleri farklıdır. Şimdi bu kütleler arasındaki oranı bulalım:
Y kütleleri oranı (I. bileşik / II. bileşik) = $rac{\text{I. bileşikteki Y kütlesi}}{\text{II. bileşikteki Y kütlesi}} = rac{4 \text{ gram Y}}{8 \text{ gram Y}} = rac{1}{2}$
Bu oran bize, X miktarı sabitken, I. bileşikteki Y miktarının, II. bileşikteki Y miktarının yarısı olduğunu gösterir.
Bize II. bileşiğin formülü $XY$ olarak verilmiş. Bu formül, $1$ tane X atomuna karşılık $1$ tane Y atomu olduğunu gösterir (veya $1$ mol X'e karşılık $1$ mol Y).
Eğer II. bileşikte $7 \text{ gram X}$ ile $8 \text{ gram Y}$ birleşerek $XY$ formülünü oluşturuyorsa, bu durumda $7 \text{ gram X}$'in $1$ atom X'e (veya $1$ mol X'e) karşılık geldiğini ve $8 \text{ gram Y}$'nin de $1$ atom Y'ye (veya $1$ mol Y'ye) karşılık geldiğini düşünebiliriz.
Şimdi I. bileşiğe bakalım: $7 \text{ gram X}$ ile $4 \text{ gram Y}$ birleşiyor.
Dolayısıyla, eğer II. bileşikte $1$ tane X atomuna karşılık $1$ tane Y atomu varsa ($XY$), I. bileşikte aynı miktarda X atomuna karşılık Y atomu sayısı yarıya inmelidir. Yani $1$ tane X atomuna karşılık $rac{1}{2}$ tane Y atomu olmalıdır.
Bu durumda I. bileşiğin formülü $X_1Y_{rac{1}{2}}$ gibi olurdu. Ancak kimyasal formüller tam sayılarla ifade edilir. Bu kesirli ifadeyi tam sayıya çevirmek için her iki indisi de $2$ ile çarparız:
$X_{1 \times 2}Y_{rac{1}{2} \times 2} = X_2Y_1$
Bu da genellikle $X_2Y$ olarak yazılır.
Cevap A seçeneğidir.