Merhaba sevgili öğrenciler,
Bu soruda, kimyasal reaksiyonlarda geçerli olan korunum yasaları ve temel nicelikler arasındaki ilişkiyi anlamamız isteniyor. Bir niceliğin hem temel olması hem de kimyasal reaksiyonlarda korunması bakımından diğerlerinden farklı olanı bulmalıyız. Şimdi her bir seçeneği adım adım inceleyelim:
- Temel Nicelikler ve Korunum Yasaları Hakkında Genel Bilgi:
- Temel Nicelikler: Uluslararası Birim Sistemi (SI) tarafından tanımlanmış, başka niceliklerden türetilemeyen yedi temel nicelik vardır. Bunlar: uzunluk (metre), kütle (kilogram), zaman (saniye), elektrik akımı (amper), sıcaklık (kelvin), madde miktarı (mol) ve ışık şiddeti (kandela).
- Korunum Yasaları: Kimyasal reaksiyonlarda bazı nicelikler (örneğin kütle, toplam elektrik yükü, atom sayısı) korunurken, bazıları (örneğin mol sayısı, hacim) genellikle korunmaz.
- A) Elektrik yükü:
- Temel nicelik mi? Hayır, elektrik yükü ($Q$) SI birim sisteminde temel bir nicelik değildir. Elektrik akımı ($I$) temel niceliktir ve yük, akım ile zamanın çarpımı olarak türetilir ($Q = I \times t$).
- Kimyasal reaksiyonlarda korunur mu? Evet, kimyasal reaksiyonlarda (özellikle redoks tepkimelerinde) toplam elektrik yükü korunur. Reaksiyon öncesi ve sonrası toplam yük miktarı değişmez.
- B) Kütle:
- Temel nicelik mi? Evet, kütle SI birim sisteminde temel bir niceliktir (birimi kilogram).
- Kimyasal reaksiyonlarda korunur mu? Evet, Kütlenin Korunumu Yasası'na göre kapalı bir sistemde gerçekleşen kimyasal reaksiyonlarda toplam kütle korunur. Reaksiyon öncesi ve sonrası toplam kütle miktarı değişmez.
- C) Madde miktarı:
- Temel nicelik mi? Evet, madde miktarı SI birim sisteminde temel bir niceliktir (birimi mol).
- Kimyasal reaksiyonlarda korunur mu? Hayır, madde miktarı (mol sayısı) genellikle kimyasal reaksiyonlarda korunmaz. Örneğin, $2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(g)$ tepkimesinde 3 mol reaktan (2 mol $H_2$ ve 1 mol $O_2$) 2 mol ürün ($H_2O$) oluşturur. Toplam mol sayısı azalmıştır. (Ancak, atom sayısı korunur.)
- D) Zaman:
- Temel nicelik mi? Evet, zaman SI birim sisteminde temel bir niceliktir (birimi saniye).
- Kimyasal reaksiyonlarda korunur mu? Hayır, zaman bir korunum yasasına tabi değildir. Zaman, bir reaksiyonun gerçekleştiği bir boyuttur ve sürekli ilerler. Kimyasal reaksiyonlar zaman içinde meydana gelir, ancak zamanın kendisi reaksiyon tarafından ne tüketilir ne de üretilir; dolayısıyla "korunur" veya "korunmaz" bir nicelik olarak değerlendirilmez. Diğer seçenekler (kütle, elektrik yükü, madde miktarı) sistemin veya maddelerin özellikleriyken, zaman olayın gerçekleştiği bir boyuttur. Bu özelliğiyle diğerlerinden ayrılır.
- Sonuç:
- A seçeneği (Elektrik yükü) temel nicelik değildir, ancak korunur.
- B seçeneği (Kütle) hem temel niceliktir hem de korunur.
- C seçeneği (Madde miktarı) hem temel niceliktir hem de korunmaz.
- D seçeneği (Zaman) hem temel niceliktir hem de korunmaz. Ancak, C seçeneğindeki "madde miktarı" kimyasal reaksiyonun bir sonucu olarak mol sayısı değiştiği için korunmazken, "zaman" doğası gereği bir korunum yasasına tabi olmayan, sürekli ilerleyen bir boyuttur. Bu temel farklılık, zamanı diğerlerinden ayırır. Kütle, yük ve madde miktarı, sistemin veya maddelerin niceliksel özellikleridir. Zaman ise bu olayların gerçekleştiği bir çerçevedir.
Cevap D seçeneğidir.
