Aşağıdaki tepkimede 2 mol $N_2$ ve 5 mol $H_2$ reaksiyona giriyor. Sınırlayıcı bileşen hangisidir?
$N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g)$
A) $N_2$
B) $H_2$
C) $NH_3$
D) Reaksiyon gerçekleşmez
E) Her ikisi de sınırlayıcıdır
Merhaba sevgili öğrenciler!
Kimyasal tepkimelerde hangi maddenin önce tükeneceğini ve tepkimeyi durduracağını bulmak, kimyanın temel konularından biridir. Buna sınırlayıcı bileşen (veya sınırlayıcı reaktan) denir. Şimdi bu soruyu adım adım çözelim.
- Adım 1: Tepkimeyi ve Stokiyometrik Oranları Anlama
- Bize verilen denkleşmiş tepkime şudur: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g)$
- Bu denklem bize şunu anlatır: 1 mol $N_2$ gazı ile 3 mol $H_2$ gazı tepkimeye girerek 2 mol $NH_3$ gazı oluşturur. Yani, $N_2$ ve $H_2$ arasındaki mol oranı 1:3'tür.
- Adım 2: Başlangıç Miktarlarını Belirleme
- Soruda bize başlangıçta 2 mol $N_2$ ve 5 mol $H_2$ olduğu söyleniyor.
- Adım 3: Sınırlayıcı Bileşeni Bulma Yöntemi
- Sınırlayıcı bileşeni bulmanın en kolay yollarından biri, her bir reaktantın mevcut mol sayısını, denkleşmiş tepkimedeki kendi katsayısına bölmektir. Bu oranlardan hangisi daha küçükse, o reaktant sınırlayıcı bileşendir.
- $N_2$ için hesaplama:
- Mevcut mol $N_2 = 2 \text{ mol}$
- $N_2$'nin katsayısı = 1
- Oran = $\frac{2 \text{ mol}}{1} = 2$
- $H_2$ için hesaplama:
- Mevcut mol $H_2 = 5 \text{ mol}$
- $H_2$'nin katsayısı = 3
- Oran = $\frac{5 \text{ mol}}{3} \approx 1.67$
- Adım 4: Sonuçları Karşılaştırma ve Sınırlayıcı Bileşeni Belirleme
- $N_2$ için hesapladığımız oran 2'dir.
- $H_2$ için hesapladığımız oran yaklaşık 1.67'dir.
- $1.67 < 2$ olduğu için, $H_2$ sınırlayıcı bileşendir.
- Adım 5: Açıklama (Neden $H_2$ sınırlayıcıdır?)
- Bu, tepkime sırasında $H_2$'nin $N_2$'ye göre daha erken tükeneceği anlamına gelir. $H_2$ tamamen bittiğinde, tepkime durur ve $N_2$'den bir miktar artar. Bu nedenle, oluşan $NH_3$ miktarı $H_2$'nin miktarına bağlı olacaktır.
Bu adımları takip ettiğimizde, sınırlayıcı bileşenin $H_2$ olduğunu görüyoruz.
Cevap B seçeneğidir.
