Sevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım inceleyerek gazlar konusundaki bilgimizi pekiştirelim. Soruda bize normal koşullarda (NŞA) eşit sayıda molekül içeren CH₄ (metan) ve O₂ (oksijen) gazları verildiği söyleniyor. Şimdi ifadeleri tek tek değerlendirelim:
- III. Molekül sayıları eşittir
- Sorunun başlangıcında zaten "eşit sayıda molekül içeren CH₄ ve O₂ gazları" denilmektedir. Bu ifade, molekül sayılarının eşit olduğunu doğrudan belirtir. Dolayısıyla, III. ifade kesinlikle doğrudur.
- Eşit sayıda molekül demek, aynı zamanda eşit mol sayısı demektir. Çünkü bir mol, Avogadro sayısı ($6.02 \times 10^{23}$) kadar molekül içerir. Eğer molekül sayıları eşitse, mol sayıları da eşit olmak zorundadır.
- II. Hacimleri eşittir
- Gazlar için önemli bir yasa olan Avogadro Yasası'na göre, aynı sıcaklık ve basınçta bulunan gazların mol sayıları (veya molekül sayıları) eşitse, hacimleri de eşittir.
- Soruda bize "normal koşullarda" (NŞA) denilmiş. Normal koşullar, $0^\circ C$ sıcaklık ve 1 atm basınç demektir. Yani her iki gaz da aynı sıcaklık ve basınçtadır.
- Yukarıda da belirttiğimiz gibi, molekül sayıları eşit olduğu için mol sayıları da eşittir.
- Bu durumda, Avogadro Yasası gereği, eşit mol sayısına sahip CH₄ ve O₂ gazlarının hacimleri de eşit olacaktır. Dolayısıyla, II. ifade doğrudur.
- I. Kütleleri eşittir
- Kütleleri karşılaştırmak için öncelikle bu gazların mol kütlelerini (M) bulmamız gerekir. Atom kütlelerini kullanarak hesaplayalım: (C: 12, H: 1, O: 16)
- CH₄ (Metan) için mol kütlesi: $M_{CH_4} = 1 \times C + 4 \times H = 1 \times 12 + 4 \times 1 = 12 + 4 = 16 \text{ g/mol}$.
- O₂ (Oksijen) için mol kütlesi: $M_{O_2} = 2 \times O = 2 \times 16 = 32 \text{ g/mol}$.
- Gördüğümüz gibi, CH₄'ün bir molü 16 gram iken, O₂'nin bir molü 32 gramdır.
- Bizim gazlarımızın mol sayıları eşitti (çünkü molekül sayıları eşitti). Ancak mol kütleleri farklı olduğu için, eşit mol sayısına sahip olsalar bile kütleleri eşit olamaz. Örneğin, her iki gazdan da 1 mol alırsak, CH₄ 16 gram, O₂ ise 32 gram olacaktır.
- Dolayısıyla, I. ifade yanlıştır.
Özetle, doğru olan ifadeler II ve III'tür.
Cevap D seçeneğidir.
