Bir deney tüpünde 0,2 mol \( CaCO_3 \) ısıtılarak \( CaO \) ve \( CO_2 \)'ye ayrıştırılıyor. Oluşan \( CO_2 \) gazı normal koşullarda kaç litre hacim kaplar?
A) 2,24Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu çözmek için adım adım ilerleyelim ve kimyasal tepkimeler ile gazların özelliklerini hatırlayalım.
Kalsiyum karbonat ($CaCO_3$) ısıtıldığında kalsiyum oksit ($CaO$) ve karbondioksit ($CO_2$) gazına ayrışır. Bu tepkime bir ayrışma (dekompozisyon) tepkimesidir.
Tepkime denklemi şu şekildedir:
$CaCO_3 \text{(k)} \rightarrow CaO \text{(k)} + CO_2 \text{(g)}$
Bu denklem zaten denkleşmiş durumdadır. Yani, tepkimeye giren ve oluşan maddelerin atom sayıları eşittir.
Denkleşmiş tepkimeye baktığımızda, $1 \text{ mol } CaCO_3$ ayrıştığında $1 \text{ mol } CaO$ ve $1 \text{ mol } CO_2$ oluştuğunu görürüz. Bu, $CaCO_3$ ile $CO_2$ arasında $1:1$ mol oranı olduğu anlamına gelir.
Soruda bize $0.2 \text{ mol } CaCO_3$ ısıtıldığı bilgisi verilmiş. Mol oranına göre, $0.2 \text{ mol } CaCO_3$ ayrıştığında $0.2 \text{ mol } CO_2$ gazı oluşacaktır.
Yani, $n_{CO_2} = 0.2 \text{ mol}$.
Normal koşullar (N.K.) demek, sıcaklığın $0^\circ C$ ($273.15 \text{ K}$) ve basıncın $1 \text{ atm}$ olduğu durumdur. Bu koşullarda, $1 \text{ mol}$ ideal gaz $22.4 \text{ L}$ hacim kaplar.
Bu bilgi, gazların hacmini mol sayısından hesaplamak için çok önemlidir.
Elimizde $0.2 \text{ mol } CO_2$ gazı var ve normal koşullarda $1 \text{ mol}$ gaz $22.4 \text{ L}$ hacim kaplıyor. Orantı kurarak veya doğrudan formülü kullanarak hacmi bulabiliriz:
Hacim $(V) = \text{mol sayısı} (n) \times \text{molar hacim} (V_m)$
$V_{CO_2} = 0.2 \text{ mol} \times 22.4 \text{ L/mol}$
$V_{CO_2} = 4.48 \text{ L}$
Buna göre, oluşan $CO_2$ gazı normal koşullarda $4.48 \text{ L}$ hacim kaplar.
Cevap B seçeneğidir.
