Normal koşullarda 11,2 litre hacim kaplayan CO₂ gazı kaç gramdır? (C:12, O:16)
A) 11Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için gazların temel özelliklerinden ve mol kavramından faydalanacağız. Adım adım ilerleyerek sonuca ulaşalım:
Kimyada "Normal Koşullar" (NK) dendiğinde, sıcaklığın $0^\circ\text{C}$ ($273,15$ K) ve basıncın $1$ atmosfer olduğu durum anlaşılır. Bu özel koşullar altında, herhangi bir ideal gazın $1$ molü $22,4$ litre hacim kaplar. Bu bilgi, gazın hacminden mol sayısını bulmamız için anahtarımızdır.
Soruda bize CO₂ gazının normal koşullarda $11,2$ litre hacim kapladığı verilmiş. $1$ mol gazın $22,4$ litre olduğunu biliyoruz. O zaman $11,2$ litre CO₂ gazının kaç mol olduğunu bulmak için basit bir oran orantı kurabiliriz:
$1$ mol CO₂ $ \rightarrow 22,4$ L
$x$ mol CO₂ $ \rightarrow 11,2$ L
Buradan $x = \frac{11,2 \text{ L}}{22,4 \text{ L/mol}} = 0,5$ mol CO₂ buluruz. Gördüğünüz gibi, $11,2$ litre, $22,4$ litrenin tam yarısıdır, bu da $0,5$ mole karşılık gelir.
Şimdi CO₂ molekülünün $1$ molünün kaç gram geldiğini hesaplamamız gerekiyor. Bunun için karbon (C) ve oksijen (O) atomlarının atom kütlelerini kullanacağız. Soruda C için $12$ g/mol ve O için $16$ g/mol verilmiş.
CO₂ molekülünde $1$ tane C atomu ve $2$ tane O atomu bulunur. Bu durumda mol kütlesi ($M_{CO_2}$) şöyle hesaplanır:
$M_{CO_2} = (1 \times \text{C atom kütlesi}) + (2 \times \text{O atom kütlesi})$
$M_{CO_2} = (1 \times 12 \text{ g/mol}) + (2 \times 16 \text{ g/mol})$
$M_{CO_2} = 12 \text{ g/mol} + 32 \text{ g/mol}$
$M_{CO_2} = 44 \text{ g/mol}$
Artık CO₂ gazının mol sayısını ($0,5$ mol) ve mol kütlesini ($44$ g/mol) biliyoruz. Bir maddenin kütlesini bulmak için mol sayısı ile mol kütlesini çarparız:
Kütle ($m$) = Mol sayısı ($n$) $ \times $ Mol kütlesi ($M$)
$m = 0,5 \text{ mol} \times 44 \text{ g/mol}$
$m = 22$ gram
Böylece $11,2$ litre CO₂ gazının $22$ gram olduğunu bulmuş olduk.
Cevap B seçeneğidir.
