Sabit oranlar kanunu soruları Test 2

Magnezyum (Mg) ve oksijen (O) elementlerinin birleşmesiyle magnezyum oksit (MgO) bileşiği oluşur. 48 gram magnezyumun 32 gram oksijenle birleşmesiyle oluşan bileşiğin formülü MgO olduğuna göre, 6 gram magnezyum ile 6 gram oksijen karıştırılıp ısıtıldığında kaç gram magnezyum oksit oluşur ve hangi elementten kaç gram artar?

A) 10 gram bileşik oluşur, 2 gram magnezyum artar
B) 12 gram bileşik oluşur, hiç artmaz
C) 8 gram bileşik oluşur, 4 gram oksijen artar
D) 9 gram bileşik oluşur, 3 gram oksijen artar

Bu soruda, kimyasal tepkimelerde kütle oranları ve sınırlayıcı bileşen kavramlarını kullanarak bir hesaplama yapacağız. Haydi adım adım ilerleyelim:

• 1. Sabit Kütle Oranını Belirleyelim:
  • Magnezyum (Mg) ve oksijen (O) elementleri birleşerek magnezyum oksit (MgO) oluşturuyor.
  • Soruda verilen bilgiye göre, 48 gram magnezyum ile 32 gram oksijen birleşiyor.
  • Bu iki elementin birleşme kütle oranını bulalım: $rac{\text{Magnezyum Kütlesi}}{\text{Oksijen Kütlesi}} = rac{48 \text{ g}}{32 \text{ g}}$
  • Bu oranı sadeleştirelim. Her iki sayıyı da 16'ya bölebiliriz: $rac{48 \div 16}{32 \div 16} = rac{3}{2}$
  • Bu, bize her 3 gram magnezyum ile 2 gram oksijenin birleştiğini gösterir. Bu oran, Magnezyum Oksit (MgO) bileşiği için her zaman sabittir.
• 2. Yeni Karışımdaki Sınırlayıcı Bileşeni ve Artan Maddeyi Bulalım:
  • Şimdi bize 6 gram magnezyum ve 6 gram oksijenin karıştırılıp ısıtıldığı söyleniyor.
  • Hangi elementin tamamen tükendiğini (sınırlayıcı bileşen) ve hangisinin artacağını bulmalıyız.
  • Magnezyumun tamamının tepkimeye girdiğini varsayalım (6 gram Mg):
    • Oranımız $rac{\text{Mg}}{\text{O}} = rac{3}{2}$ idi.
    • Eğer 6 gram Mg tepkimeye girerse, ne kadar Oksijen gerekir? $rac{6 \text{ g Mg}}{\text{x g O}} = rac{3}{2}$
    • $3 \cdot \text{x} = 6 \cdot 2$
    • $3 \cdot \text{x} = 12$
    • $\text{x} = 4 \text{ g O}$
    • Elimizde 6 gram oksijen vardı. Tepkime için 4 gram oksijen gerekli. Bu durumda oksijen artacaktır.
    • Artan oksijen miktarı = $6 \text{ g (başlangıç)} - 4 \text{ g (harcanan)} = 2 \text{ g Oksijen}$
    • Bu senaryoda magnezyum tamamen tükendiği için sınırlayıcı bileşendir.
  • Oksijenin tamamının tepkimeye girdiğini varsayalım (6 gram O):
    • Oranımız $rac{\text{Mg}}{\text{O}} = rac{3}{2}$ idi.
    • Eğer 6 gram O tepkimeye girerse, ne kadar Magnezyum gerekir? $rac{\text{y g Mg}}{6 \text{ g O}} = rac{3}{2}$
    • $2 \cdot \text{y} = 3 \cdot 6$
    • $2 \cdot \text{y} = 18$
    • $\text{y} = 9 \text{ g Mg}$
    • Elimizde 6 gram magnezyum vardı. Tepkime için 9 gram magnezyum gerekli. Bu durumda yeterli magnezyum olmadığı için oksijenin tamamı tepkimeye giremez. Yani oksijen sınırlayıcı bileşen değildir.
  • Sonuç: Magnezyum sınırlayıcı bileşendir ve tamamen tükenir. Oksijen ise artan bileşendir. 6 gram magnezyumun tamamı tepkimeye girerken, 4 gram oksijen harcanır ve 2 gram oksijen artar.
• 3. Oluşan Magnezyum Oksit (MgO) Kütlesini Bulalım:
  • Kimyasal tepkimelerde kütle korunur. Tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamı, oluşan ürünün kütlesine eşittir.
  • Tepkimeye giren magnezyum kütlesi = 6 gram
  • Tepkimeye giren oksijen kütlesi = 4 gram
  • Oluşan magnezyum oksit kütlesi = $6 \text{ g Mg} + 4 \text{ g O} = 10 \text{ g MgO}$
• 4. Cevabı Değerlendirelim:
  • Hesaplamalarımıza göre 10 gram magnezyum oksit oluşur.
  • 2 gram oksijen artar.
  • Şimdi seçeneklere bakalım:
    • A) 10 gram bileşik oluşur, 2 gram magnezyum artar
    • B) 12 gram bileşik oluşur, hiç artmaz
    • C) 8 gram bileşik oluşur, 4 gram oksijen artar
    • D) 9 gram bileşik oluşur, 3 gram oksijen artar
  • Seçenek A'daki "10 gram bileşik oluşur" kısmı hesaplamamızla tamamen uyuşmaktadır. "2 gram magnezyum artar" ifadesi ise, hesaplamamızda "2 gram oksijen artar" olarak bulunmuştur. Ancak, oluşan bileşik miktarı ve artan maddenin miktarı (2 gram) doğru olduğundan, bu tür sorularda bazen artan elementin adında bir yazım hatası olabileceği göz önünde bulundurulur. En yakın ve en doğru sayısal değerleri içeren seçenek A'dır.

Cevap A seçeneğidir.