0,1 mol H₂SO₄'ün içerdiği oksijen atomu sayısı, kaç gram NO₂ gazının içerdiği oksijen atomu sayısına eşittir? (N:14, O:16, N_A = 6,02 x 10²³)
A) 4,6
B) 9,2
C) 13,8
D) 18,4
Merhaba sevgili öğrenciler, bu soruda iki farklı bileşikteki oksijen atomu sayılarını eşitleyerek birinin kütlesini bulmamız isteniyor. Adım adım ilerleyerek bu tür soruları kolayca çözebiliriz.
- Adım 1: 0,1 mol H₂SO₄'ün içerdiği oksijen atomu sayısını bulalım.
- Öncelikle, bir H₂SO₄ molekülünde kaç tane oksijen atomu olduğunu belirleyelim. Formülden de görüldüğü gibi, bir H₂SO₄ molekülü 4 adet oksijen atomu içerir.
- Bu durumda, 0,1 mol H₂SO₄ bileşiği, $0,1 \text{ mol H₂SO₄} \times 4 \text{ mol O / 1 mol H₂SO₄} = 0,4 \text{ mol O atomu}$ içerir.
- Şimdi bu mol sayısını atom sayısına çevirelim. Avogadro sayısı ($N_A = 6,02 \times 10^{23}$) bize 1 mol maddenin $6,02 \times 10^{23}$ tane tanecik içerdiğini söyler.
- O halde, $0,4 \text{ mol O atomu} = 0,4 \times N_A \text{ adet O atomu}$ içerir. (Bu değeri şimdilik $0,4 \times N_A$ olarak bırakabiliriz, çünkü diğer tarafta da $N_A$ ile çarpma işlemi yapacağız ve sadeleşecektir.)
- Adım 2: Kaç gram NO₂ gazının $0,4 \times N_A$ adet oksijen atomu içerdiğini bulalım.
- Öncelikle, bir NO₂ molekülünde kaç tane oksijen atomu olduğunu belirleyelim. Formülden de görüldüğü gibi, bir NO₂ molekülü 2 adet oksijen atomu içerir.
- Eğer 'x' mol NO₂ gazı varsa, bu gaz $x \times 2$ mol O atomu içerir.
- Bizim istediğimiz, bu 'x' mol NO₂'nin içerdiği oksijen atomu mol sayısının, H₂SO₄'ten gelen 0,4 mol O atomuna eşit olmasıdır.
- Denklemi kuralım: $x \text{ mol NO₂} \times 2 \text{ mol O / 1 mol NO₂} = 0,4 \text{ mol O}$
- Bu denklemden 'x' değerini bulalım: $2x = 0,4 \implies x = \frac{0,4}{2} = 0,2 \text{ mol NO₂}$
- Yani, 0,2 mol NO₂ gazı, 0,1 mol H₂SO₄'teki ile aynı sayıda oksijen atomu içerir.
- Adım 3: 0,2 mol NO₂ gazının kütlesini hesaplayalım.
- Bunun için öncelikle NO₂'nin molar kütlesini ($M_{NO_2}$) hesaplamamız gerekiyor. Verilen atom kütleleri: N:14 g/mol, O:16 g/mol.
- $M_{NO_2} = (1 \times M_N) + (2 \times M_O)$
- $M_{NO_2} = (1 \times 14 \text{ g/mol}) + (2 \times 16 \text{ g/mol})$
- $M_{NO_2} = 14 \text{ g/mol} + 32 \text{ g/mol} = 46 \text{ g/mol}$
- Şimdi 0,2 mol NO₂'nin kütlesini bulalım:
- Kütle = Mol sayısı $\times$ Molar kütle
- Kütle = $0,2 \text{ mol} \times 46 \text{ g/mol} = 9,2 \text{ g}$
Buna göre, 0,1 mol H₂SO₄'ün içerdiği oksijen atomu sayısı, 9,2 gram NO₂ gazının içerdiği oksijen atomu sayısına eşittir.
Cevap B seçeneğidir.
