10. sınıf mol kavramı Test 6

Eşit sayıda molekül içeren CH₄ ve O₂ gazları için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? (H:1, C:12, O:16)

A) Mol sayıları eşittir
B) Kütleleri eşittir
C) Atom sayıları farklıdır
D) Normal koşullarda hacimleri eşittir

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, eşit sayıda molekül içeren iki farklı gaz olan CH₄ (metan) ve O₂ (oksijen) için bazı özelliklerin karşılaştırılması isteniyor. Hangi ifadenin yanlış olduğunu bulmak için her bir seçeneği adım adım inceleyelim.

• Adım 1: "Eşit sayıda molekül" ifadesini anlayalım.

  Kimyada, eşit sayıda molekül içeren maddelerin mol sayıları da eşittir. Bu, Avogadro Yasası'nın bir sonucudur. Yani, eğer CH₄ ve O₂ gazları eşit sayıda molekül içeriyorsa, mol sayıları da birbirine eşittir. Her iki gazın da $n$ mol olduğunu varsayabiliriz.

• Adım 2: A seçeneğini değerlendirelim: "Mol sayıları eşittir."

  Yukarıdaki Adım 1'de açıkladığımız gibi, eşit sayıda molekül içeren maddelerin mol sayıları da eşittir. Bu nedenle, A seçeneğindeki ifade doğrudur.

• Adım 3: B seçeneğini değerlendirelim: "Kütleleri eşittir."

  Maddelerin kütlesini bulmak için mol sayısı ($n$) ile mol kütlesini ($M$) çarparız ($m = n \times M$). Mol sayıları eşit olsa bile, mol kütleleri farklıysa kütleleri de farklı olacaktır.

  • Önce CH₄'ün mol kütlesini hesaplayalım:
  • $M_{CH_4} = (1 \times C) + (4 \times H) = (1 \times 12) + (4 \times 1) = 12 + 4 = 16 \text{ g/mol}$.
  • Şimdi O₂'nin mol kütlesini hesaplayalım:
  • $M_{O_2} = (2 \times O) = (2 \times 16) = 32 \text{ g/mol}$.
  • Gördüğümüz gibi, CH₄'ün mol kütlesi ($16 \text{ g/mol}$) ile O₂'nin mol kütlesi ($32 \text{ g/mol}$) birbirinden farklıdır.
  • Mol sayıları ($n$) eşit olsa bile, mol kütleleri farklı olduğu için kütleleri de farklı olacaktır:
  • $m_{CH_4} = n \times 16$
  • $m_{O_2} = n \times 32$
  • Bu durumda, $m_{CH_4} \neq m_{O_2}$'dir. Yani, B seçeneğindeki ifade yanlıştır.
• Adım 4: C seçeneğini değerlendirelim: "Atom sayıları farklıdır."

  Her bir moleküldeki atom sayısına bakalım:

  • Bir CH₄ molekülünde $1$ karbon atomu ve $4$ hidrojen atomu olmak üzere toplam $1+4=5$ atom bulunur.
  • Bir O₂ molekülünde $2$ oksijen atomu olmak üzere toplam $2$ atom bulunur.
  • Mol sayıları eşit olduğundan (yani molekül sayıları eşit olduğundan), CH₄ gazındaki toplam atom sayısı ($n \times 5$) ile O₂ gazındaki toplam atom sayısı ($n \times 2$) birbirinden farklı olacaktır.
  • Bu nedenle, C seçeneğindeki ifade doğrudur.
• Adım 5: D seçeneğini değerlendirelim: "Normal koşullarda hacimleri eşittir."

  Avogadro Yasası'na göre, aynı sıcaklık ve basınçta (normal koşullar da buna dahildir) eşit mol sayısına sahip tüm gazların hacimleri eşittir. Adım 1'de belirttiğimiz gibi, bu iki gazın mol sayıları eşittir. Bu nedenle, normal koşullarda hacimleri de eşit olacaktır. D seçeneğindeki ifade doğrudur.

Sonuç olarak, yaptığımız değerlendirmeler sonucunda yanlış olan ifadenin B seçeneği olduğunu bulduk.

Cevap B seçeneğidir.