2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2 tepkimesine göre, 54 gram Al yeterince H2SO4 ile tepkimeye girdiğinde kaç gram H2 gazı oluşur? (Al: 27 g/mol, H: 1 g/mol)
A) 1Verilen tepkime denklemi dengelenmiş haldedir: $2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2$.
Bu denklem bize, $2 \text{ mol Al}$'nin $3 \text{ mol } H_2SO_4$ ile tepkimeye girerek $1 \text{ mol } Al_2(SO_4)_3$ ve $3 \text{ mol } H_2$ gazı oluşturduğunu söyler. Bu katsayılar, tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol oranlarını gösterir.
Soruda verilen molar kütleler: Alüminyum (Al): $27 \text{ g/mol}$, Hidrojen (H): $1 \text{ g/mol}$.
Bize $54 \text{ gram Al}$ verildi. Kimyasal hesaplamalarda mol sayısı üzerinden ilerlememiz gerektiği için, öncelikle verilen kütleyi mole çevirmeliyiz. Alüminyumun molar kütlesi $27 \text{ g/mol}$ olduğuna göre, mol sayısını şu formülle buluruz:
$n = \frac{\text{kütle}}{\text{molar kütle}}$
$n_{Al} = \frac{54 \text{ g}}{27 \text{ g/mol}} = 2 \text{ mol Al}$
Yani, tepkimeye $2 \text{ mol Al}$ giriyor.
Dengelenmiş tepkime denklemine göre, $2 \text{ mol Al}$ tepkimeye girdiğinde $3 \text{ mol } H_2$ gazı oluşur. Bu bir mol oranıdır.
Bizim elimizde de tam olarak $2 \text{ mol Al}$ olduğuna göre, oluşacak $H_2$ gazının mol sayısı da bu orana göre $3 \text{ mol}$ olacaktır.
Orantı kurarak da bu ilişkiyi görebiliriz: Eğer $2 \text{ mol Al} \rightarrow 3 \text{ mol } H_2$ ise, elimizdeki $2 \text{ mol Al}$'den $x \text{ mol } H_2$ oluşur. Buradan $x = 3 \text{ mol } H_2$ bulunur.
$3 \text{ mol } H_2$ gazı oluştuğunu bulduk. Soruda hidrojenin molar kütlesi $1 \text{ g/mol}$ olarak verilmiştir.
Oluşan $H_2$ gazının kütlesini hesaplarken, mol sayısı ile hidrojenin molar kütlesini çarparız:
$m_{H_2} = n_{H_2} \times M_H$
$m_{H_2} = 3 \text{ mol} \times 1 \text{ g/mol} = 3 \text{ g}$
Bu durumda, tepkime sonucunda $3 \text{ gram } H_2$ gazı oluşur.
Cevap B seçeneğidir.
