Kapalı bir kapta gerçekleşen,
N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)
tepkimesi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için kimyasal tepkimelerin temel prensiplerini hatırlayalım. Verilen tepkime amonyak sentezi tepkimesidir:
$N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g)$
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
Tepkimeye giren molekül sayısı: 1 molekül $N_2$ + 3 molekül $H_2$ = 4 molekül.
Tepkime sonucunda oluşan molekül sayısı: 2 molekül $NH_3$.
Görüldüğü gibi, tepkime sonucunda toplam molekül sayısı 4'ten 2'ye düşer, yani azalır. Bu nedenle A seçeneği yanlıştır.
İdeal gaz yasasına göre ($PV=nRT$), sabit sıcaklık ve hacimde (kapalı kap), gazın mol sayısı (veya molekül sayısı) ile basınç doğru orantılıdır.
Tepkimeye giren gaz mol sayısı: 1 mol $N_2$ + 3 mol $H_2$ = 4 mol gaz.
Tepkime sonucunda oluşan gaz mol sayısı: 2 mol $NH_3$.
Gaz mol sayısı 4'ten 2'ye düştüğü için, eğer sıcaklık sabit kalırsa, kaptaki toplam basınç azalır. Bu ifade, genellikle doğru kabul edilse de, tepkime sırasında sıcaklık değişimi (bu tepkime ekzotermiktir ve sıcaklığı artırabilir) basıncı etkileyebilir. Ancak atomların korunumu ilkesi her zaman ve kesinlikle geçerlidir.
Kimyasal tepkimelerde atom türü ve sayısı korunur. Bu, kütlenin korunumu yasasının temel bir ilkesidir ve tüm kimyasal tepkimeler için geçerlidir.
Tepkimeye girenlerdeki azot atomu sayısı: $N_2$ molekülünde 2 tane azot ($N$) atomu vardır.
Tepkime ürünlerindeki azot atomu sayısı: $2NH_3$ molekülünde toplam $2 \times 1 = 2$ tane azot ($N$) atomu vardır.
Görüldüğü gibi, tepkime öncesinde ve sonrasında azot atomlarının sayısı aynı kalır. Bu ilke, tüm kimyasal tepkimeler için geçerli ve temel bir doğrudur. Bu nedenle C seçeneği doğrudur.
Tepkimeye giren maddelerin kütlesi, tepkime sırasında azalır çünkü bu maddeler tüketilerek yeni ürünler oluşturur.
Hidrojen gazı ($H_2$), tepkimeye giren bir maddedir ve amonyak ($NH_3$) oluşturmak için tüketilir. Dolayısıyla, hidrojen gazının kütlesi tepkime ilerledikçe azalır, artmaz. Bu nedenle D seçeneği yanlıştır.
Yukarıdaki analizler sonucunda, kimyasal tepkimelerin temel prensiplerinden biri olan atomların korunumu ilkesi gereği, azot atomlarının sayısının değişmediği ifadesi kesinlikle doğrudur.
Cevap C seçeneğidir.
