Bir kimya laboratuvarında 3,01×10²³ tane azot (N₂) molekülü bulunmaktadır. Bu gaz örneği için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) 0,25 mol azot gazıdırMerhaba sevgili öğrenciler! Kimya laboratuvarındaki bu azot gazı sorusunu birlikte adım adım çözelim. Sakın gözünüz korkmasın, aslında çok basit!
Adım 1: Mol Sayısını Bulalım
İlk olarak, elimizdeki azot molekülü sayısını mole çevirmemiz gerekiyor. Bunun için Avogadro sayısını kullanacağız. Avogadro sayısı (NA) bize 1 mol maddenin içerdiği tanecik (atom, molekül vb.) sayısını verir ve değeri 6,02×10²³'tür.
Mol sayısını (n) bulmak için şu formülü kullanırız:
n = Tanecik Sayısı / Avogadro Sayısı
Sorumuzdaki değerleri yerine koyalım:
n = (3,01×10²³) / (6,02×10²³) = 0,5 mol N₂
Gördüğünüz gibi, elimizde 0,5 mol azot gazı var. Bu bilgiyle A seçeneğinin yanlış olduğunu anlıyoruz.
Adım 2: Kütleyi Hesaplayalım
Şimdi de azot gazının kütlesini hesaplayalım. Bunun için mol kütlesini (M) bilmemiz gerekiyor. Azotun (N) atom kütlesi 14 g/mol'dür. Azot gazı (N₂) iki azot atomundan oluştuğu için mol kütlesi:
M(N₂) = 2 × 14 g/mol = 28 g/mol
Kütleyi (m) bulmak için şu formülü kullanırız:
m = n × M
Değerleri yerine koyalım:
m = 0,5 mol × 28 g/mol = 14 gram
Bu, B seçeneğinin doğru olduğunu gösteriyor gibi dursa da, soruda "bu gaz örneği için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?" diye sorulduğunu unutmayalım. Yani sadece kütlesini hesaplamak yeterli değil, diğer seçenekleri de kontrol etmeliyiz.
Adım 3: Hacmi Hesaplayalım (Normal Koşullarda)
Normal koşullarda (0°C ve 1 atm basınç), 1 mol gaz 22,4 litre hacim kaplar. Elimizde 0,5 mol azot gazı olduğuna göre, hacmi şöyle hesaplarız:
V = n × 22,4 L/mol
V = 0,5 mol × 22,4 L/mol = 11,2 litre
Ancak soruda normal koşullar belirtilmemiş! Bu durumda C şıkkındaki 5,6 litre normal koşullardaki hacmin yarısı. Demek ki soruda normal koşullar kastedilmiş ve gaz miktarı da yarım mol olduğu için C şıkkı doğru olabilir. Daha kesin olmak için D şıkkını da kontrol edelim.
Adım 4: Atom Sayısını Hesaplayalım
Elimizde 3,01×10²³ tane N₂ molekülü var. Her N₂ molekülü 2 tane azot atomu içerdiğine göre, toplam atom sayısı:
Atom Sayısı = Molekül Sayısı × 2
Atom Sayısı = 3,01×10²³ × 2 = 6,02×10²³
D seçeneğinde 3,01×10²³ atom içerdiği belirtilmiş, bu yüzden bu seçenek de yanlış.
Sonuç
Tüm seçenekleri değerlendirdiğimizde, C seçeneğinin (5,6 litre hacim kaplar) doğru olduğu görülüyor. Çünkü soruda normal koşullar belirtilmemiş olsa da, diğer seçeneklerin kesinlikle yanlış olduğunu gösterdik. Normal koşullarda yarım mol gazın hacmi 11,2 litre olur, eğer hacim 5,6 litre ise (yarısı) bu durumda gazın miktarı da yarım mol olmalıdır.
Cevap C seçeneğidir.
