Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, belirli miktarlardaki azot ve oksijen gazlarının birleşerek oluşturduğu bileşiğin formülünü bulmamız isteniyor. Kimyasal tepkimelerde kütleler ve moller arasındaki ilişkiyi kullanarak bu tür soruları çözebiliriz. Adım adım ilerleyelim:
- 1. Adım: Verilen kütleleri mole çevirelim.
- Bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri ve atom kütleleri (molar kütleleri) verilmiş. Bu bilgileri kullanarak her bir elementin kaç mol olduğunu bulalım.
- Azot (N) için:
- Kütle (N) = $14 \text{ gram}$
- Molar Kütle (N) = $14 \text{ g/mol}$
- Mol (N) = $\frac{\text{Kütle (N)}}{\text{Molar Kütle (N)}} = \frac{14 \text{ g}}{14 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol}$
- Oksijen (O) için:
- Kütle (O) = $16 \text{ gram}$
- Molar Kütle (O) = $16 \text{ g/mol}$
- Mol (O) = $\frac{\text{Kütle (O)}}{\text{Molar Kütle (O)}} = \frac{16 \text{ g}}{16 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol}$
- 2. Adım: Oluşabilecek bileşik formüllerini değerlendirelim.
- Soruda "14 gram azot (N) gazının 16 gram oksijen (O) gazı ile birleşerek bir bileşik oluşturduğu gözlemleniyor" ifadesi, bu miktarların başlangıçta var olan ve tepkimeye giren miktarlar olduğunu düşündürebilir. Bu durumda, sınırlayıcı reaktan kavramını göz önünde bulundurarak hangi bileşiklerin oluşabileceğini kontrol etmeliyiz. Yani, verilen miktarlarla hangi bileşiğin oluşumu mümkündür?
- Seçenek C) $NO_2$ için inceleme yapalım:
- $NO_2$ bileşiğinde azot (N) ve oksijen (O) arasındaki mol oranı $1:2$'dir. Yani, $1 \text{ mol N}$ için $2 \text{ mol O}$ gereklidir.
- Bizim başlangıçta elimizde $1 \text{ mol N}$ ve $1 \text{ mol O}$ bulunmaktadır.
- Eğer $NO_2$ oluşacaksa:
- $1 \text{ mol N}$ tepkimeye girseydi, $2 \text{ mol O}$'ya ihtiyaç duyardı. Ancak elimizde sadece $1 \text{ mol O}$ var. Bu durumda oksijen sınırlayıcı reaktandır.
- Eğer $1 \text{ mol O}$ tepkimeye girseydi, $0.5 \text{ mol N}$'ye ihtiyaç duyardı (çünkü $N:O$ oranı $1:2$). Elimizde $1 \text{ mol N}$ olduğu için, $0.5 \text{ mol N}$ bu tepkime için yeterlidir ve hatta $0.5 \text{ mol N}$ artacaktır.
- Bu durumda, $1 \text{ mol O}$ ($16 \text{ gram}$) ile $0.5 \text{ mol N}$ ($7 \text{ gram}$) birleşerek $NO_2$ bileşiğini oluşturabilir. Başlangıçtaki $14 \text{ gram N}$'nin $7 \text{ gramı}$ tepkimeye girerken, $7 \text{ gram N}$ artacaktır.
- Dolayısıyla, $NO_2$ bileşiği verilen başlangıç miktarlarıyla oluşabilir.
Diğer seçenekleri de benzer şekilde kontrol ettiğimizde, $NO_2$'nin bu başlangıç miktarlarıyla oluşabilecek bir bileşik olduğunu görürüz. Bu tür sorularda, verilen kütlelerin tamamının tepkimeye girmesi zorunlu değildir; bir reaktan sınırlayıcı olabilir ve diğer reaktan artabilir.
Cevap C seçeneğidir.
