Kimyasal hesaplamalar TYT Test 1

Bir kimyasal tepkimede 8 gram CH₄ gazı yeterli miktarda O₂ ile yakılıyor. Tepkime sonucu oluşan CO₂ gazı normal koşullarda kaç litre hacim kaplar? (C:12, H:1)

A) 5,6
B) 11,2
C) 22,4
D) 44,8

Sevgili öğrenciler, bu tür kimyasal tepkime problemlerini çözmek için adım adım ilerlemek en doğru yoldur. Haydi, soruyu birlikte çözelim ve her adımı dikkatlice inceleyelim!

• 1. Adım: Tepkime Denklemini Yazma ve Denkleştirme

Öncelikle, metan ($CH_4$) gazının oksijen ($O_2$) ile yanma tepkimesini yazmamız ve denkleştirmemiz gerekiyor. Yanma tepkimelerinde organik maddeler oksijenle tepkimeye girerek karbondioksit ($CO_2$) ve su ($H_2O$) oluşturur.

Denkleştirilmemiş tepkime:

$CH_4(g) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + H_2O(g)$

Şimdi denkleştirelim:

• Karbon (C) atomları: Sol tarafta 1, sağ tarafta 1. Eşit.
• Hidrojen (H) atomları: Sol tarafta 4, sağ tarafta 2. Sağ taraftaki $H_2O$'nun katsayısını 2 yaparsak eşitlenir: $CH_4(g) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g)$
• Oksijen (O) atomları: Sağ tarafta $CO_2$'den 2, $2H_2O$'dan $(2 \times 1) = 2$. Toplam $2+2=4$ oksijen atomu var. Sol tarafta $O_2$'nin katsayısını 2 yaparsak eşitlenir.

Denkleştirilmiş tepkime:

$CH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g)$

• 2. Adım: $CH_4$ Gazının Mol Kütlesini ($M$) Hesaplama

Bize verilen atom kütlelerini kullanarak $CH_4$'ün 1 molünün kaç gram olduğunu bulalım:

$C: 12 \text{ g/mol}$

$H: 1 \text{ g/mol}$

$M_{CH_4} = (1 \times C) + (4 \times H) = (1 \times 12) + (4 \times 1) = 12 + 4 = 16 \text{ g/mol}$

• 3. Adım: Verilen $CH_4$ Kütlesini Mole Çevirme

Şimdi, soruda verilen 8 gram $CH_4$ gazının kaç mol olduğunu hesaplayalım. Mol sayısı ($n$), kütle ($m$) bölü mol kütlesi ($M$) formülüyle bulunur: $n = \frac{m}{M}$.

$n_{CH_4} = \frac{8 \text{ g}}{16 \text{ g/mol}} = 0.5 \text{ mol}$

Demek ki, tepkimeye $0.5 \text{ mol}$ $CH_4$ gazı giriyor.

• 4. Adım: Oluşan $CO_2$ Gazının Mol Sayısını Bulma

Denkleştirilmiş tepkimeye baktığımızda, $1 \text{ mol}$ $CH_4$ gazı yandığında $1 \text{ mol}$ $CO_2$ gazı oluştuğunu görüyoruz. Bu oran, tepkimenin stokiyometrisidir.

$CH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g)$

Eğer $0.5 \text{ mol}$ $CH_4$ tepkimeye giriyorsa, aynı oranda $CO_2$ oluşacaktır:

$n_{CO_2} = 0.5 \text{ mol}$

• 5. Adım: Normal Koşullarda $CO_2$ Gazının Hacmini Hesaplama

Normal koşullar (N.K.) altında, $1 \text{ mol}$ herhangi bir gaz $22.4 \text{ litre}$ hacim kaplar. Bizim $0.5 \text{ mol}$ $CO_2$ gazımız olduğuna göre, kapladığı hacmi kolayca bulabiliriz:

$V_{CO_2} = n_{CO_2} \times 22.4 \text{ L/mol}$

$V_{CO_2} = 0.5 \text{ mol} \times 22.4 \text{ L/mol} = 11.2 \text{ L}$

Sonuç olarak, tepkime sonucu oluşan $CO_2$ gazı normal koşullarda $11.2 \text{ litre}$ hacim kaplar.

Cevap B seçeneğidir.