Normal koşullarda eşit hacimde alınan H₂, He ve CH₄ gazları ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) Mol sayıları eşittir
B) Kütleleri farklıdır
C) Atom sayıları eşittir
D) Molekül sayıları eşittir
Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için gazların temel özelliklerini ve Avogadro Yasası'nı hatırlamamız gerekiyor. Normal koşullar altında ($0^\circ C$ ve $1 \text{ atm}$ basınç) tüm gazlar için geçerli olan bazı önemli kurallar vardır. Şimdi seçenekleri adım adım inceleyelim:
-
Avogadro Yasası'nı Hatırlayalım: Normal koşullarda (aynı sıcaklık ve basınçta) eşit hacimdeki farklı gazların mol sayıları ve dolayısıyla molekül sayıları eşittir. Bu, soruda verilen $H_2$, $He$ ve $CH_4$ gazları için de geçerlidir çünkü hepsi eşit hacimde ve normal koşullarda alınmıştır.
-
A) Mol sayıları eşittir: Yukarıda belirttiğimiz Avogadro Yasası gereği, eşit hacimdeki gazların mol sayıları eşittir. Bu ifade doğrudur.
-
D) Molekül sayıları eşittir: Mol sayıları eşit olan gazların molekül sayıları da eşittir (1 mol gaz $6.02 \times 10^{23}$ tane molekül içerir). Bu da Avogadro Yasası'nın doğrudan bir sonucudur. Bu ifade doğrudur.
-
B) Kütleleri farklıdır: Gazların mol sayıları ($n$) eşit olsa da, kütleleri ($m$) molar kütlelerine ($M_A$) bağlıdır. Kütle $m = n \cdot M_A$ formülüyle bulunur.
$H_2$'nin molar kütlesi $2 \text{ g/mol}$, $He$'nin molar kütlesi $4 \text{ g/mol}$ ve $CH_4$'ün molar kütlesi $16 \text{ g/mol}$'dür. Gördüğünüz gibi, gazların molar kütleleri birbirinden farklıdır. Mol sayıları eşit olmasına rağmen molar kütleleri farklı olduğu için kütleleri de farklı olacaktır. Bu ifade doğrudur.
-
C) Atom sayıları eşittir: Bu seçeneği dikkatlice inceleyelim. Gazların molekül sayıları eşit olsa da, her bir molekülde bulunan atom sayısı farklıdır:
$H_2$ molekülü 2 atomludur (diatomik).
$He$ molekülü 1 atomludur (monoatomik).
$CH_4$ molekülü 5 atomludur (1 karbon + 4 hidrojen).
Eşit sayıda molekül olsalar bile, her bir moleküldeki atom sayısı farklı olduğu için toplam atom sayıları da farklı olacaktır. Örneğin, $N$ tane $H_2$ molekülünde $2N$ atom varken, $N$ tane $He$ molekülünde $N$ atom, $N$ tane $CH_4$ molekülünde ise $5N$ atom bulunur. Dolayısıyla, atom sayıları eşit değildir. Bu ifade yanlıştır.
Bu durumda, yanlış olan ifade C seçeneğidir.
Cevap C seçeneğidir.
