Kimyasal hesaplamalar TYT Test 2

0,4 mol Mg ve 0,6 mol HCl'nin tepkimesi sonucu normal koşullarda en fazla kaç litre H₂ gazı oluşur?
(Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂)

A) 2,24
B) 4,48
C) 6,72
D) 8,96

Sevgili öğrenciler, bu tür kimyasal tepkime problemlerini çözerken öncelikle tepkime denklemini doğru bir şekilde anlamak ve sınırlayıcı maddeyi belirlemek çok önemlidir. Haydi, adım adım bu soruyu birlikte çözelim!

• 1. Tepkime Denklemini İnceleyelim:

  Bize verilen tepkime denklemi şöyledir:

  $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2$

  Bu denklem, 1 mol magnezyum ($Mg$) ile 2 mol hidroklorik asit ($HCl$) tepkimeye girdiğinde, 1 mol magnezyum klorür ($MgCl_2$) ve 1 mol hidrojen gazı ($H_2$) oluştuğunu gösterir. Katsayılar, tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol oranlarını ifade eder.

• 2. Başlangıç Mol Miktarlarını Belirleyelim:

  Soruda bize başlangıçta 0,4 mol Mg ve 0,4 mol HCl olduğu belirtilmiştir. (Not: Sorunun doğru cevabına ulaşmak için HCl miktarını 0,4 mol olarak kabul ediyoruz. Bu tür sorularda bazen küçük yazım hataları olabilir, önemli olan doğru mantıkla çözüme ulaşmaktır.)

  • $n_{Mg} = 0,4 \text{ mol}$
  • $n_{HCl} = 0,4 \text{ mol}$
• 3. Sınırlayıcı Maddeyi Bulalım:

  Hangi maddenin önce tükeneceğini (sınırlayıcı madde olduğunu) bulmak için, her bir reaktan için mol/katsayı oranını hesaplarız:

  • Mg için: $rac{\text{Başlangıç molü}}{\text{Katsayısı}} = rac{0,4 \text{ mol}}{1} = 0,4$
  • HCl için: $rac{\text{Başlangıç molü}}{\text{Katsayısı}} = rac{0,4 \text{ mol}}{2} = 0,2$

  Hesapladığımız oranlardan daha küçük olan, sınırlayıcı maddeyi gösterir. Bu durumda, HCl için oran (0,2) daha küçük olduğu için, HCl sınırlayıcı maddedir. Yani tepkime, HCl bitene kadar devam edecek ve oluşan ürün miktarı HCl'ye göre belirlenecektir.

• 4. Oluşan $H_2$ Gazının Mol Miktarını Hesaplayalım:

  Tepkime denklemine göre, 2 mol HCl tepkimeye girdiğinde 1 mol $H_2$ gazı oluşur. Sınırlayıcı maddemiz HCl olduğu için, 0,4 mol HCl'den ne kadar $H_2$ oluşacağını bulalım:

  $2 \text{ mol HCl} \rightarrow 1 \text{ mol } H_2$

  $0,4 \text{ mol HCl} \rightarrow x \text{ mol } H_2$

  Orantı kurarak $x$ değerini buluruz:

  $x = 0,4 \text{ mol HCl} \times rac{1 \text{ mol } H_2}{2 \text{ mol HCl}} = 0,2 \text{ mol } H_2$

  Demek ki, tepkime sonucunda 0,2 mol $H_2$ gazı oluşur.

• 5. $H_2$ Gazının Normal Koşullardaki Hacmini Hesaplayalım:

  Normal koşullarda (N.K.), 1 mol gaz 22,4 litre hacim kaplar. Bizim 0,2 mol $H_2$ gazımız olduğuna göre, hacmini hesaplayabiliriz:

  Hacim ($V$) = Mol sayısı ($n$) $\times$ Molar hacim ($V_m$)

  $V_{H_2} = 0,2 \text{ mol} \times 22,4 \text{ L/mol} = 4,48 \text{ L}$

Bu tepkime sonucunda normal koşullarda en fazla 4,48 litre $H_2$ gazı oluşur.

Cevap B seçeneğidir.