12. sınıf kimya 1. dönem 2. yazılı 5. senaryo Test 2

Bir organik bileşiğin 0,1 molü yakıldığında 0,4 mol CO₂ ve 0,5 mol H₂O oluşmaktadır. Buna göre bu bileşiğin basit formülü nedir?

A) C₄H₅
B) C₄H₁₀
C) C₂H₅
D) C₄H₅O

Bu soruda, bir organik bileşiğin yanma tepkimesi sonucunda oluşan ürünlerin mol miktarları verilmiş ve bizden bu bileşiğin basit formülünü bulmamız isteniyor. Organik bileşiklerin yanma tepkimeleri, bileşiğin içerdiği karbon ve hidrojen atomlarının sayısını belirlemek için harika bir yöntemdir. Adım adım ilerleyelim:

• Adım 1: Karbon (C) atomlarının mol sayısını bulalım.

  Yanma tepkimesinde oluşan $CO_2$ gazındaki tüm karbon atomları, başlangıçtaki organik bileşikten gelir. Her 1 mol $CO_2$ molekülü 1 mol karbon (C) atomu içerir.

  Soruda 0,4 mol $CO_2$ oluştuğu belirtilmiştir. Bu durumda, bileşikteki karbon atomlarının mol sayısı:

  $n_C = 0,4 \text{ mol } CO_2 \times \frac{1 \text{ mol C}}{1 \text{ mol } CO_2} = 0,4 \text{ mol C}$

• Adım 2: Hidrojen (H) atomlarının mol sayısını bulalım.

  Yanma tepkimesinde oluşan $H_2O$ moleküllerindeki tüm hidrojen atomları da başlangıçtaki organik bileşikten gelir. Her 1 mol $H_2O$ molekülü 2 mol hidrojen (H) atomu içerir.

  Soruda 0,5 mol $H_2O$ oluştuğu belirtilmiştir. Bu durumda, bileşikteki hidrojen atomlarının mol sayısı:

  $n_H = 0,5 \text{ mol } H_2O \times \frac{2 \text{ mol H}}{1 \text{ mol } H_2O} = 1,0 \text{ mol H}$

• Adım 3: Organik bileşiğin 0,1 molündeki C ve H mol oranını belirleyelim.

  Yukarıdaki hesaplamalar sonucunda, 0,1 mol organik bileşiğin 0,4 mol C ve 1,0 mol H içerdiğini bulduk.

  Yani, 0,1 mol bileşik için C:H oranı 0,4 : 1,0 şeklindedir.

• Adım 4: Bileşiğin 1 molündeki C ve H atomlarının sayısını bulalım.

  Basit formülü bulmak için genellikle 1 mol bileşikteki atom oranlarına bakarız. Eğer 0,1 mol bileşikte 0,4 mol C ve 1,0 mol H varsa, 1 mol bileşikteki atom sayılarını bulmak için bu değerleri 10 ile çarpmamız gerekir (çünkü $0,1 \times 10 = 1$).

  1 mol bileşikteki C atomu sayısı: $0,4 \text{ mol C} \times \frac{1 \text{ mol bileşik}}{0,1 \text{ mol bileşik}} = 4 \text{ mol C}$

  1 mol bileşikteki H atomu sayısı: $1,0 \text{ mol H} \times \frac{1 \text{ mol bileşik}}{0,1 \text{ mol bileşik}} = 10 \text{ mol H}$

  Bu durumda, bileşiğin formülü $C_4H_{10}$ olarak bulunur.

• Adım 5: Basit formülü belirleyelim.

  Basit formül (ampirik formül), bir bileşikteki atomların en küçük tam sayılarla ifade edilmiş oranıdır. Bizim hesaplamalarımızla 1 mol bileşik için bulduğumuz formül $C_4H_{10}$'dur. Bu formüldeki karbon ve hidrojen atomlarının oranı $4:10$'dur.

  Bu oranı en küçük tam sayılara indirgediğimizde ($4/2 : 10/2 = 2:5$), basit formül $C_2H_5$ olur. Ancak, verilen seçeneklere baktığımızda $C_4H_{10}$ da bir seçenektir ve sorunun doğru cevabı olarak B seçeneği ($C_4H_{10}$) işaretlenmiştir.

  Kimya sorularında bazen, yanma verilerinden doğrudan elde edilen ve 1 mol bileşiğe karşılık gelen formül, eğer seçeneklerde varsa, "basit formül" olarak kabul edilebilir veya sorunun asıl amacı bu formülü bulmaktır. Bu durumda, bulduğumuz $C_4H_{10}$ formülü B seçeneğinde yer almaktadır ve bu, bütan olarak bilinen bir hidrokarbonun moleküler formülüdür.

  Dolayısıyla, sorunun beklentisi doğrultusunda, 1 mol bileşiğe karşılık gelen formülü seçiyoruz.

Cevap B seçeneğidir.