12. sınıf kimya 1. dönem 2. yazılı 5. senaryo Test 3

Bir organik bileşiğin 0,1 molü yakıldığında 0,3 mol CO₂ ve 0,4 mol H₂O oluşmaktadır. Buna göre bileşiğin basit formülü nedir?

A) CH₂
B) C₂H₄
C) C₃H₈
D) C₃H₈O

Bu tür organik bileşik problemlerinde, yanma ürünlerinden (karbon dioksit ve su) yola çıkarak bileşiğin basit formülünü buluruz. Adım adım ilerleyelim:

• Adım 1: Karbon (C) atomunun mol sayısını belirleme.

  Yanma sonucunda 0,3 mol $CO_2$ oluşmuştur. Her 1 mol $CO_2$ bileşiği 1 mol karbon (C) atomu içerir.

  Bu durumda, 0,3 mol $CO_2$ içinde $0,3 \text{ mol C}$ atomu bulunur.

• Adım 2: Hidrojen (H) atomunun mol sayısını belirleme.

  Yanma sonucunda 0,4 mol $H_2O$ oluşmuştur. Her 1 mol $H_2O$ bileşiği 2 mol hidrojen (H) atomu içerir.

  Bu durumda, 0,4 mol $H_2O$ içinde $0,4 \times 2 = 0,8 \text{ mol H}$ atomu bulunur.

• Adım 3: Bileşiğin 0,1 molündeki C ve H atomlarının mol oranını bulma.

  Soruda, organik bileşiğin 0,1 molünün yakıldığı belirtilmiştir. Bu 0,1 mol bileşik, 0,3 mol C ve 0,8 mol H atomu içermektedir.

  Bileşiğin formülündeki C ve H atomlarının oranını bulmak için bu mol sayılarını bileşiğin mol sayısına bölelim:

  C atomu sayısı: $0,3 \text{ mol C} / 0,1 \text{ mol bileşik} = 3 \text{ mol C / mol bileşik}$

  H atomu sayısı: $0,8 \text{ mol H} / 0,1 \text{ mol bileşik} = 8 \text{ mol H / mol bileşik}$

  Bu durumda, bileşiğin formülü $C_3H_8O_z$ şeklinde olabilir (z, oksijen atomu sayısını temsil eder).

• Adım 4: Basit formülü belirleme ve seçenekleri değerlendirme.

  Şimdi elimizdeki C ve H oranına ($3:8$) uyan seçeneklere bakalım:

  A) $CH_2$ (C:H oranı 1:2) - Uymuyor.

  B) $C_2H_4$ (C:H oranı 1:2) - Uymuyor.

  C) $C_3H_8$ (C:H oranı 3:8) - C ve H oranına uyuyor.

  D) $C_3H_8O$ (C:H oranı 3:8) - C ve H oranına uyuyor ve ayrıca oksijen içeriyor.

  Gördüğümüz gibi, hem $C_3H_8$ hem de $C_3H_8O$ formülleri, verilen yanma ürünlerindeki karbon ve hidrojen oranlarıyla tutarlıdır. Ancak, organik bileşikler genellikle karbon ve hidrojenin yanı sıra oksijen de içerebilirler. Soruda bileşiğin kütlesi veya harcanan $O_2$ miktarı gibi ek bilgiler verilmediği için, oksijenin varlığını doğrudan hesaplayamayız.

  Bu tür durumlarda, eğer seçeneklerde C ve H oranına uyan ve oksijen içeren bir formül varsa, bu formül genellikle doğru cevap olarak kabul edilir. $C_3H_8O$ formülü, $C_3H_8$ formülüne göre sadece bir oksijen atomu eklenmiş halidir ve C:H oranı hala 3:8'dir. Basit formül, atomların en küçük tam sayı oranını gösterir. $C_3H_8O$ zaten en basit tam sayı oranındadır.

  Dolayısıyla, verilen seçenekler arasında, C ve H oranına uyan ve oksijenin de varlığını göz önünde bulunduran en uygun basit formül $C_3H_8O$'dur.

Cevap D seçeneğidir.