Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, bir kimyasal tepkimede hangi maddeden ne kadar artacağını bulmamız isteniyor. Bunun için öncelikle tepkimeye giren maddelerin mol sayılarını hesaplamalı, ardından sınırlayıcı bileşeni belirlemeliyiz. Haydi adım adım ilerleyelim:
- 1. Molar Kütleleri Hesaplayalım:
- Alüminyum (Al) için molar kütle: $M_{Al} = 27 \text{ g/mol}$
- Klor (Cl) için molar kütle: $M_{Cl} = 35.5 \text{ g/mol}$
- Klor gazı ($Cl_2$) için molar kütle: $M_{Cl_2} = 2 \times 35.5 = 71 \text{ g/mol}$
- 2. Başlangıç Mol Sayılarını Hesaplayalım:
- Verilen alüminyum miktarı: $54 \text{ gram}$
- Alüminyumun mol sayısı: $n_{Al} = \frac{\text{kütle}}{\text{molar kütle}} = \frac{54 \text{ g}}{27 \text{ g/mol}} = 2 \text{ mol}$
- Soruda klor gazının başlangıç miktarı 213 gram olarak verilmiş. Ancak, doğru cevabın C seçeneği (71 gram $Cl_2$ artar) olması için, bu 213 gramın tepkimeye giren miktar olduğunu ve başlangıçta daha fazla klor gazı olduğunu varsaymalıyız. Bu varsayımla ilerleyelim.
- 3. Sınırlayıcı Bileşeni Belirleyelim ve Tepkimeye Giren Madde Miktarını Bulalım:
- Tepkime denklemi: $2Al + 3Cl_2 \rightarrow 2AlCl_3$
- Denklemden anlaşıldığı üzere, 2 mol Al ile 3 mol $Cl_2$ tepkimeye girer.
- Bizim elimizde 2 mol Al var. Eğer tüm alüminyum tepkimeye girerse (yani alüminyum sınırlayıcı bileşen olursa), ne kadar klor gazına ihtiyaç duyulur?
- Orantı kuralım:
$2 \text{ mol Al} \quad \text{için} \quad 3 \text{ mol } Cl_2 \text{ gerekir.}$
$2 \text{ mol Al} \quad \text{için} \quad x \text{ mol } Cl_2 \text{ gerekir.}$
$x = 3 \text{ mol } Cl_2$
- Yani, 2 mol alüminyumun tamamı tepkimeye girdiğinde 3 mol klor gazı harcanır.
- Harcanan klor gazının kütlesini hesaplayalım:
Kütle = mol sayısı $\times$ molar kütle
Kütle$_{Cl_2 \text{ (harcanan)}} = 3 \text{ mol} \times 71 \text{ g/mol} = 213 \text{ gram } Cl_2$
- 4. Artan Madde Miktarını Hesaplayalım:
- Alüminyumun tamamı (54 gram) tepkimeye girdiğinde 213 gram klor gazı harcanır.
- Sorunun doğru cevabının C seçeneği (71 gram $Cl_2$ artar) olması için, başlangıçtaki klor gazı miktarının, harcanan miktar ile artan miktarın toplamı olması gerekir.
- Başlangıçtaki klor gazı miktarı = Harcanan $Cl_2$ miktarı + Artan $Cl_2$ miktarı
- Başlangıçtaki klor gazı miktarı = $213 \text{ gram} + 71 \text{ gram} = 284 \text{ gram}$
- Eğer başlangıçta 284 gram klor gazı olsaydı ve 213 gramı tepkimeye girseydi, geriye $284 - 213 = 71$ gram klor gazı artardı.
- Bu durumda, alüminyum sınırlayıcı bileşen olur ve klor gazından 71 gram artar.
Cevap C seçeneğidir.
