Laboratuvarda hazırlanan bir çözeltide 0,5 mol sodyum klorür (NaCl) bulunmaktadır. Bu çözelti ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) 29,25 gram kütleye sahiptirMerhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, sodyum klorür (NaCl) içeren bir çözeltiyle ilgili verilen ifadelerin doğruluğunu kontrol edeceğiz. Kimyasal hesaplamalar yaparken mol kavramını, Avogadro sayısını ve molar kütleyi doğru bir şekilde kullanmak çok önemlidir. Haydi, adım adım ilerleyelim ve her bir seçeneği dikkatlice inceleyelim!
Sodyum (Na) ve Klor (Cl) elementlerinin atom kütlelerini kullanarak NaCl'nin molar kütlesini bulabiliriz. (Na: $23$ g/mol, Cl: $35.5$ g/mol olarak kabul edelim.)
$M_{NaCl} = M_{Na} + M_{Cl}$
$M_{NaCl} = 23 \text{ g/mol} + 35.5 \text{ g/mol} = 58.5 \text{ g/mol}$
Bu değer, $1$ mol NaCl'nin $58.5$ gram olduğunu gösterir.
Soruda $0.5$ mol NaCl bulunduğu belirtilmiştir. Kütleyi (m) bulmak için mol sayısı (n) ile molar kütleyi (M) çarparız:
$m = n \times M$
$m_{NaCl} = 0.5 \text{ mol} \times 58.5 \text{ g/mol} = 29.25 \text{ g}$
A seçeneği "$29,25$ gram kütleye sahiptir" ifadesi doğrudur.
Sodyum klorür (NaCl) iyonik bir bileşiktir ve suda tamamen iyonlarına ayrışır:
$\text{NaCl (k)} \rightarrow \text{Na}^+ \text{(suda)} + \text{Cl}^- \text{(suda)}$
Bu denklem bize $1$ mol NaCl'nin çözündüğünde $1$ mol Na$^+$ iyonu ve $1$ mol Cl$^-$ iyonu oluşturduğunu gösterir. Dolayısıyla, $0.5$ mol NaCl çözündüğünde $0.5$ mol Na$^+$ iyonu ve $0.5$ mol Cl$^-$ iyonu oluşacaktır.
Avogadro sayısı ($N_A$) $6.02 \times 10^{23}$ tane/mol'dür. $0.5$ mol Na$^+$ iyonu içerdiğini biliyoruz. İyon sayısını bulmak için mol sayısını Avogadro sayısı ile çarparız:
Na$^+$ iyon sayısı $= 0.5 \text{ mol} \times 6.02 \times 10^{23} \text{ tane/mol} = 3.01 \times 10^{23}$ tane
B seçeneği "$3,01 \times 10^{23}$ tane sodyum iyonu içerir" ifadesi doğrudur.
Yine $0.5$ mol Cl$^-$ iyonu içerdiğini biliyoruz. Klorür iyonu sayısını bulmak için mol sayısını Avogadro sayısı ile çarparız:
Cl$^-$ iyon sayısı $= 0.5 \text{ mol} \times 6.02 \times 10^{23} \text{ tane/mol} = 3.01 \times 10^{23}$ tane
C seçeneği "$6,02 \times 10^{23}$ tane klorür iyonu içerir" ifadesi, bizim bulduğumuz $3.01 \times 10^{23}$ taneden farklıdır. Bu ifade yanlıştır.
Çözeltide $0.5$ mol Na$^+$ iyonu ve $0.5$ mol Cl$^-$ iyonu bulunmaktadır. Toplam iyon mol sayısı:
Toplam iyon mol sayısı $= 0.5 \text{ mol (Na}^+) + 0.5 \text{ mol (Cl}^-) = 1.0 \text{ mol}$
Toplam iyon sayısını bulmak için toplam mol sayısını Avogadro sayısı ile çarparız:
Toplam iyon sayısı $= 1.0 \text{ mol} \times 6.02 \times 10^{23} \text{ tane/mol} = 6.02 \times 10^{23}$ tane
D seçeneği "Toplam $6,02 \times 10^{23}$ tane iyon içerir" ifadesi doğrudur.
Yaptığımız hesaplamalar sonucunda, C seçeneğindeki ifadenin yanlış olduğunu bulduk.
Cevap C seçeneğidir.