0,2 molü 8,8 gram gelen bir organik bileşiğin basit formülü CH2O'dir. Buna göre bu bileşiğin molekül formülü aşağıdakilerden hangisi olabilir? (C:12, H:1, O:16)
A) CH2OBize 0,2 mol bileşiğin 8,8 gram geldiği bilgisi verilmiş. Molar kütle (M), kütlenin (m) mol sayısına (n) bölünmesiyle bulunur: $M = \frac{m}{n}$.
Buna göre, bileşiğin molar kütlesi:
$M = \frac{8,8 \text{ g}}{0,2 \text{ mol}} = 44 \text{ g/mol}$
Yani, bu organik bileşiğin 1 molü 44 gramdır.
Basit formül CH2O olarak verilmiş. Atom kütleleri C:12, H:1, O:16 olarak verilmiş.
CH2O'nun molar kütlesi = $(1 \times \text{C}) + (2 \times \text{H}) + (1 \times \text{O})$
CH2O'nun molar kütlesi = $(1 \times 12) + (2 \times 1) + (1 \times 16) = 12 + 2 + 16 = 30 \text{ g/mol}$
Molekül formülü, basit formülün tam sayı katıdır. Yani, Molekül Formülü = $(Basit Formül)_n$, burada 'n' bir tam sayıdır (1, 2, 3...).
Bu durumda, bileşiğin gerçek molar kütlesi de basit formülün molar kütlesinin 'n' katı olmalıdır: $M_{\text{molekül}} = n \times M_{\text{basit}}$.
Bizim hesapladığımız $M_{\text{molekül}} = 44 \text{ g/mol}$ ve $M_{\text{basit}} = 30 \text{ g/mol}$.
Bu durumda 'n' değerini bulmaya çalışırsak: $n = \frac{M_{\text{molekül}}}{M_{\text{basit}}} = \frac{44 \text{ g/mol}}{30 \text{ g/mol}} \approx 1,467$.
Gördüğümüz gibi, 'n' değeri bir tam sayı çıkmadı. Bu durum, sorudaki sayısal verilerde (0,2 molü 8,8 gram bilgisi) bir tutarsızlık olabileceğini gösterir. Ancak, çoktan seçmeli sorularda bazen bu tür küçük hatalar olabilir ve bizden en mantıklı seçeneği bulmamız beklenir.
Basit formülümüz CH2O olduğuna göre, molekül formülü $(CH2O)_n$ şeklinde olmalıdır. Şimdi seçenekleri inceleyelim:
A) CH2O: Bu zaten basit formülün kendisidir ($n=1$). Molar kütlesi 30 g/mol'dür.
B) C2H4O2: Bu formül $(CH2O)_2$ şeklindedir ($n=2$). Molar kütlesi = $(2 \times 12) + (4 \times 1) + (2 \times 16) = 24 + 4 + 32 = 60 \text{ g/mol}$'dür.
C) C3H6O3: Bu formül $(CH2O)_3$ şeklindedir ($n=3$). Molar kütlesi = $(3 \times 12) + (6 \times 1) + (3 \times 16) = 36 + 6 + 48 = 90 \text{ g/mol}$'dür.
D) C4H8O4: Bu formül $(CH2O)_4$ şeklindedir ($n=4$). Molar kütlesi = $(4 \times 12) + (8 \times 1) + (4 \times 16) = 48 + 8 + 64 = 120 \text{ g/mol}$'dür.
Gördüğümüz gibi, tüm seçenekler CH2O basit formülünün tam sayı katlarıdır. Ancak, soruda verilen 0,2 molü 8,8 gram bilgisinden elde ettiğimiz 44 g/mol molar kütle, bu seçeneklerden hiçbirinin molar kütlesiyle eşleşmiyor. Bu durumda, sorunun "0,2 molü 8,8 gram" bilgisinin, doğru cevaba ulaşmak için verilen diğer bilgilerle (basit formül ve seçenekler) uyumlu olmadığını varsaymalıyız.
Eğer sorunun amacı, basit formülü CH2O olan ve seçeneklerde verilen molekül formüllerinden birini bulmaksa, o zaman doğru cevabın molar kütlesi, basit formülün molar kütlesinin tam katı olmalıdır. Seçenekler arasında, B seçeneği olan C2H4O2, CH2O'nun 2 katıdır ($n=2$) ve bu kimyasal olarak tutarlı bir molekül formülüdür.
Eğer B seçeneği doğru cevap ise, bileşiğin molar kütlesi 60 g/mol olmalıydı. Bu durumda 0,2 mol bileşik $0,2 \text{ mol} \times 60 \text{ g/mol} = 12 \text{ gram}$ gelmeliydi. Sorudaki 8,8 gram bilgisi bu durumda bir hata içermektedir.
Ancak, basit formül CH2O olduğu ve seçeneklerde bu basit formülün tam katları verildiği için, B seçeneği (C2H4O2) basit formül ile tutarlı bir molekül formülü örneğidir.
Cevap B seçeneğidir.
