Organik bileşiklerin molekül (Gerçek) formülü nedir Test 1

Bir organik bileşiğin elementel analizinde kütlece %54,55 karbon, %9,09 hidrojen ve %36,36 oksijen bulunmuştur. Bileşiğin 0,5 molü 44 gram geldiğine göre gerçek formülü aşağıdakilerden hangisidir? (C:12, H:1, O:16)

A) C₂H₄O
B) C₃H₆O₂
C) C₄H₈O₂
D) C₅H₁₀O₂

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, bir organik bileşiğin elementel analiz verilerini ve belirli bir mol miktarının kütlesini kullanarak bileşiğin gerçek (molekül) formülünü bulacağız. Adım adım ilerleyelim:

• 1. Adım: Ampirik Formülü Bulma

  Öncelikle, bileşiğin en basit tam sayı oranlarını gösteren ampirik formülünü bulmalıyız. Bunun için her bir elementin kütlece yüzdesini, 100 gramlık bir örnekte o elementin kütlesi olarak kabul edip mol sayısına çeviririz.

  • Kütlece %54,55 karbon demek, 100 g bileşikte 54,55 g karbon var demektir.
  • Kütlece %9,09 hidrojen demek, 100 g bileşikte 9,09 g hidrojen var demektir.
  • Kütlece %36,36 oksijen demek, 100 g bileşikte 36,36 g oksijen var demektir.

  Şimdi her bir elementin mol sayısını hesaplayalım (Atom kütleleri: C:12, H:1, O:16):

  • Karbon (C) mol sayısı: $n_C = \frac{54,55 \text{ g}}{12 \text{ g/mol}} \approx 4,546 \text{ mol}$
  • Hidrojen (H) mol sayısı: $n_H = \frac{9,09 \text{ g}}{1 \text{ g/mol}} = 9,09 \text{ mol}$
  • Oksijen (O) mol sayısı: $n_O = \frac{36,36 \text{ g}}{16 \text{ g/mol}} \approx 2,273 \text{ mol}$

  Bulduğumuz mol sayılarını en küçük tam sayı oranına çevirmek için, hepsini en küçük mol sayısına (burada $2,273 \text{ mol}$ olan oksijen mol sayısına) böleriz:

  • C oranı: $\frac{4,546}{2,273} \approx 2$
  • H oranı: $\frac{9,09}{2,273} \approx 4$
  • O oranı: $\frac{2,273}{2,273} = 1$

  Bu oranlara göre bileşiğin ampirik formülü $C_2H_4O$'dur.

• 2. Adım: Ampirik Formül Kütlesini Hesaplama

  Ampirik formül ($C_2H_4O$) kütlesini hesaplayalım:

  • $C: 2 \times 12 = 24$
  • $H: 4 \times 1 = 4$
  • $O: 1 \times 16 = 16$

  Toplam ampirik formül kütlesi: $24 + 4 + 16 = 44 \text{ g/mol}$.

• 3. Adım: Bileşiğin Gerçek Mol Kütlesini (Molekül Kütlesini) Bulma

  Soruda verilen bilgiye göre, bileşiğin $0,5 \text{ mol}$'ü $44 \text{ gram}$ gelmektedir. Bu bilgiyi kullanarak bileşiğin $1 \text{ mol}$'ünün kütlesini (yani molekül kütlesini) bulabiliriz:

  • $1 \text{ mol}$ bileşiğin kütlesi = $\frac{44 \text{ g}}{0,5 \text{ mol}} = 88 \text{ g/mol}$.

  Buna göre, bileşiğin molekül kütlesi $88 \text{ g/mol}$'dür.

• 4. Adım: Gerçek Formülü Bulma

  Gerçek formül, ampirik formülün tam sayı katıdır. Bu kat sayıyı ($n$) bulmak için molekül kütlesini ampirik formül kütlesine böleriz:

  • $n = \frac{\text{Molekül Kütlesi}}{\text{Ampirik Formül Kütlesi}} = \frac{88 \text{ g/mol}}{44 \text{ g/mol}} = 2$

  Bu durumda, gerçek formül ampirik formülün 2 katıdır:

  • Gerçek Formül = $(C_2H_4O)_2 = C_4H_8O_2$

Böylece bileşiğin gerçek formülünü $C_4H_8O_2$ olarak bulmuş olduk.

Cevap C seçeneğidir.