Kimyanın Temel Kanunları Ve Kimyasal Hesaplama

Kütlenin Konumu Kanunu (Lavoisier Yasası)

Tanım: Kimyasal olaylarda, tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamı, tepkime sonunda oluşan maddelerin kütleleri toplamına eşittir Bu olaya "Kütlenin Konumu Kanunu" denir Kütlenin korunumu kanunu, zaman zaman Lomonosov-Lavoisier kanunu olarak da adlandırılan, kapalı bir sistemde var olan çevrimler ve işlemler ne olursa olsun, kütlenin sabit kalacağını belirten kanundur Denk bir ifadeyle açıklamak gerekirse kütlenin durumu yeniden düzenlenebilir fakat kütle yaratılamaz veya yok edilemez Böylece, kapalı bir sistem dahilindeki her türlü kimyasal tepkime ve proseste tepkenlerin (yani reaktantların) kütlesi, ürünlerin kütlesine eşit olmalıdır Kimyasal tepkimelerde kütle enerjiye dönüşmez Çekirdek reaksiyonlarında ise kütle E=mc² ye göre enerjiye dönüşebilir

Fizik ve kimya derslerinde sık sık karşılaştığımız bir söz vardır: "Var olan şey yok, yok olan da var edilemez" "Maddenin veya kütlenin korunumu kanunu" olarak bilinen bu ifade, Fransız kimyacısı A L de Lavoisier'e aittir Lavoisier kimyasal bileşiklerdeki kütle miktarlarının değişmezliği konusunda şunları söylemiştir: “Hiçbir şey ne yapay ne de doğal işlemlerle yeniden yaratılmaz Şu temel yasa ortaya atılabilir ki, her bir işlemde madde niceliği işlemden önce ve sonra aynı büyüklüktedir ve temel maddelerin niteliği aynıdır; yalnızca dönüşümler ve değişen biçimler vardır” Bu bilgi modern nicel kimyanın temeli olmuş ve daha sonra, kimyasal tepkimelerde “Kütlenin Korunumu Yasası” olarak nitelenmiştir

Şimdi her tarafı kapalı bir kap düşünelim İçinde yüzlerce çeşit bileşik bulunsun Kabımızı tartalım ve ateşin üzerine koyalım Bunun sonucu olarak da, kabın içinde çok sayıda reaksiyon olduğunu ve bir çok yeni bileşiklerin de teşekkül ettiğini farz edelim Deney sonunda kabımızı tekrar tarttığımız zaman, ağırlığının aynı kaldığını görürüz Çünkü, kabımız kapalı olduğundan dışarı madde çıkışı olmamış, yani, mevcut kütle kaybolmamıştır Dışarıdan da herhangi bir madde girişi olmadığından, yoktan yeni bir kütle meydana gelmemiştir Dışarıdan içeriye bir şey koysaydık veya içinden bir şeyler alsaydık, kutunun ağırlığında mutlaka bir değişme olacaktı
Kısaca, kütlenin korunumu, çerçevesi tespit edilmiş bir kapalı sisteme uygulanan ve maddenin dönüşümleri esnasındaki ağırlıkla ilgili münasebetleri gösteren bir kanundur Ansiklopedilerden Lavoisier'in biyografisini okuduğumuz zaman, O'nun, kimyada teraziyi ilk kullanan ilim adamı olduğu görülür Buradan da o kimyacının, söz konusu ifade ile maksadının ne olduğu açıkça anlaşılmaktadır Kütlenin korunumu prensibinin geçerli olmadığı bazı gerçek fiziki olaylar da mevcuttur Mesela, bu gün maddenin enerjiye dönüştüğü bilinmektedir Einstein'ın en önemli buluşu olan E = mc2 formülünden, m kütlesi kadar azalmanın enerji karşılığı, c ışık hızının karesiyle çarpılması sonucu bulunmaktadır Bu uygulamaya misal olarak bir atomun çekirdeğini teşkil etmek üzere bir araya gelen nötron ve protonların toplam kütlelerinin azalmasını verebiliriz 35/17 CI şeklinde gösterilen klor atomu çekirdeği kütlesinin, 18 nötron ve 17 protonun toplam kütlesine, yani 172007277+ 182008665 = 35289005 atomik kütle birimine eşit olması gerekir Burada 1007277 bir protunun, 1008665 de bir nötronun kütlesidir Fakat çok hassas deneyler sonucunda bir klor atomu çekirdeğinin 3496885 atomik kütle birimi olarak, yani, 032016 daha az bulunmuştur Aradaki kütle farkı, enerjiye dönüşmüş, madde aleminden yok olmuştur

Örnek: Lavoiser, HgO bileşiğini ısıtıyor HgO bileşiği Hg ve 1/2O2 şeklinde bileşenlerine ayrılıyor Dolayısıyla başlangıçta aldığı madde sadece bileşenlerine arışmış oluyor Ortaya çıkan O2 gazı uzaydan başka bir yere gidemeyeceğine göre Kimyasal olaylarda kütle mutlaka korunur

Yürürlükteki kurama göre, yanma, yanan nesnenin "flojiston" denen, ama ne olduğu bilinmeyen, gizemli bir madde çıkarması demekti Odun kömürü gibi yandığında geriye en az kül bırakan nesneler flojiston bakımından en zengin nesnelerdi Lavoisier yaptığı bir deneyde şu sonuca varır Cıva oksidin ısı altında cıvaya dönüşmesiyle kaybettiği ağırlık ile çıkan gazın ağırlığı denkti Bunun anlamı şuydu: yanma, yanan nesnenin flogiston salmasıyla değil, havanın etkili bölümüyle (yani oksijenle) birleşmesiyle gerçekleşmektedir

Lavoisier'i unutulmaz yapan bir özelliği de nesnelerin kimyasal değişimlerini ölçmede gösterdiği olağanüstü duyarlılıktı Bu özelliği ona "Kütlenin Korunumu Yasası" diye bilinen çok önemli bilimsel bir ilkeyi ortaya koyma olanağı sağlar Lavoisier kimi kez kendi adıyla da anılan bu ilkeyi şöyle dile getirmiştir: “Madde yoktan var edilemediği gibi, vardan da yok edilemez Sadece birinden ötekine dönüşe bilir”

Tarihçe


Kütlenin korunumu kanunun ilk kez Nasîrüddin Tûsî tarafından 13 yüzyıl ortaya atılmışsa da bu ilk sürümde eksiklikler mevcuttu; Maddenin yapısının değişebileceğini fakat yok olamayacağını yazmaktaydı

Kütlenin korunumu kanunun ilk kez net bir şekilde tanımlanması 1789 tarihinde Lavoisier tarafından başarılabilmiştir Nitekim bu sebepten ötürü bazen kendisinin modern kimyanın babası olduğu da söylenir Bununla birlikte, Mikhail Lomonosov aslında benzeri fikirleri 1748'de ortaya atmış ve çeşitli deneyler sonucu kanıtlamıştı Lavoisier'in çalışmasının öncülleri bununla da sınırlı değildir ve şu isimler daha erken tarihlerde benzeri fikirleri ortaya atmıştır: Joseph Black, Henry Cavendish ve Jean Rey

Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) metal oksitlerinin, daha önce Joseph Priestley (1733-1804) ve Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) tarafından keşfedilmiş bulunan oksijen ile metallerin verdiği bileşikler olduğunu kanıtlayıp, yanma ve oksitlenme olaylarının bugün bile geçerli olan açıklamasını yaparak kimyada devrim yaratmış; kimyasal adlandırma konusunda son derece değerli çalışmalarda bulunmuş; maddeye gerçek anlamını vererek elementin nicel tanımını yapmış; kapalı kaplarda yaptığı deneylerde, kimyasal tepkimeler sırasında kütlenin değişmediğini saptayarak kütlenin korunumu yasasını sunmuştur Kimyaya nicel yöntemleri yerleştiren Lavoisier'in 1789'da yayınladığı "Traité Élémentaire de Chimie" (Temel Kimya İncelemesi) adlı yapıtı, fizikte Newton'un Principia'sına eşdeğer biçimde kimyada devrime yol açmıştır

Sabit Oranlar Kanunu


Maddeleri bir birleriyle birleşme oranlarını tam olarak hesaplama işini; Joseph Louıs Proust(1754-1826) Fransız Kimyacı; Claude Louis Berthollet (1748-1821)Fransız Kimyacı; Jeremias Benjaim Richter (1762-1807) başardılar Bu bilginler stokiyometrinin ilk prensiplerini ortaya koyan kişi olarak bilinirler Yaptıkları çalışmalarda bileşikleri oluşturan elementlerin hep belli bir oranda birleştiklerini tespit ettiler Bu şekilde “sabit oranlar kanunu” olarak bildiğimiz kanun bulunmuş oldu Fakat henüz atom kavramı tam olarak bulunmadığı için ortaya atılan düşünceler biraz varsayım ve teoriden ibaretti Ancak bizler bu gün biliyoruz ki; Bir bileşik hangi yolla elde edilirse edilsin, bileşiği oluşturan maddelerin( atomların) kütleleri arasında basit tam sayılarla ifade edilen sabit bir oran vardır Bu orana "sabit oranlar kanunu" denir

Bugün sabit oranlar yasası olarak bilinen yasaya göre “bir element başka bir elementle birleşerek bileşik oluşturduklarında bileşik içindeki elementlerin kütleleri oranı sabittir” Buna göre; bir bileşik örneğin suyun 18 gramında 16 gram oksijen varken geri kalan 2 gramı hidrojendir 9 gram su alınırsa bunun 8 gramı oksijen ve 1 gramı hidrojendir Bu oran suyun ne şekilde elde edilmiş olura olsun kesinlikle değişmez

Karışımların bileşimleri istenilen oranda değiştirilebilir Demir ile kükürdün oluşturduğu bir karışmaz miktarda demir, çok miktarda kükürt içerdiği gibi, bunun terside olabilir Karışma bir fiziksel olaydır Maddelerin özelliklerinin değişmediği bu olaylarda maddeler istenilen oranda karıştırılabilir

Elementler, ancak belli kütle oranlarında birleşerek bileşik oluştururlar Örneğin 7 gram demir ile 4 gram kükürt birleşerek 11 gram demir sülfür bileşiğini oluşturur Sabit oranlar yasası bileşikleri karışımlardan ayıran bu önemli farkı belirtir Hangi yolla elde edilmiş olursa olsun, bir bileşiği oluşturan elementlerin ağırlıkları arasında sabit bir oran vardır[6]

Herhangi bir bileşiği oluşturan maddelerin kütleleri arasında daima sabit oran vardır

Örnek: H2O bileşiğinde H/O kütlece oranı 2/16= 1/8 dir ( H=1 O=16)

Örnek: CO2 bileşiğinde C/O= 12/32 = 6/16 = 3/8 (C=12)

Örnek: MgO bileşiğinde Mg/O = 24/ 16 = 12/8 = 6/4 = 3/2 ( Mg=24) [10]
Örnek: FeS → bileşiği 1 tane Fe + 1 tane S atomundan oluşmuştur Öyle ise bu bileşikteki Fe/S kütleleri arasında =56/32 =7/4 gibi bir oran vardır Bu aran FeS bileşiğinin sabit oranıdır[1]

Örnek: Kalsiyum oksit bileşiğinde, kalsiyumun oksijene kütlece oranı, 5/2'dir

a) 25 g kalsiyum ile 8 g oksijen tepkimeye sokuluyor Hangi maddeden kaç gram artar ve kaç gram kalsiyum oksit oluşur?

b) Kütleleri birbirine eşit olan kalsiyum ve oksijen karışımının tepkimesinden 14 g kalsiyum oksit oluşuyor Buna göre başlangıç karışımı kaç gramdır ve hangi maddeden kaç gram artar?

çözüm:

a) 5 g kalsiyum ile 2g oksijen birleşirse 25 g kalsiyum ile 254/5 = 10 g oksijen birleşir Elimizde 8 g oksijen olduğuna göre, oksijen yetmemektedir Öyleyse bu tepkimede kalsiyumun tümü harcanmaz Problem oksijen miktarı esas alınarak çözülmelidir 2 g oksijen ile 5 g kalsiyum birleşirse; 8 g oksijen ile kalsiyum birleşir ve 25 20 = 5g Ca artar Kalsiyum oksidin kütlesi, 20 + 8 = 28 gramdır

b) 5 g kalsiyum, 2 g oksijenle birleşerek 7 g kalsiyum oksit oluştuğuna göre,14g bileşik oluşması için 10 g kalsiyum ile 4 g oksijen gerekir İki maddeden eşit kütlede alındığından bu miktarlar, 4'er gram değil, 10'ar gram olmalıdır Çünkü 4 gram oksijene karşılık en az 10 gram kalsiyum gerekmektedir Öyleyse tepkimeye giren miktarlardan büyük olana yetecek kadar almak zorundayız Buna göre başlangıçta toplam kütle, 10 + 10 = 20 gramdır 10 g kalsiyum ile 4 g oksijen tepkimeye girdiğine göre, 10 4 = 6 g oksijen artar

Katlı Oranlar Kanunu


Aynı tür elementlerden oluşan iki farklı bileşikte elementlerden birinin sabit miktarına karşılık diğerinin değişen miktarına , başka bir deyişle de aralarında birden fazla bileşik oluşturan elementler arasında, birinin sabit miktarıyla, birleşen diğer elementin miktarları arasında tam sayılarla ifade edilen katlı orana katlı oran kanunu denir John Dalton tarafından bulunmuştur

Dalton, bir bakıma kimyayı ve kimyasal çözümlemeyi tanımlayan ilk kişidir Ona göre, kimyanın başlıca işlev; “maddesel parçacıkları birbirinden ayırmak ya da birbiriyle birleştirmektir” Onun sözünü ettiği bu parçacıklar maddenin, o zaman bölünmez, parçalanmaz sayılan en ufak öğeleri, yani atomlardı JDalton, yaptığı çalışmaların sonucundan “iki element aralarında birden fazla bileşik oluşturuyorsa, bunlardan birinin sabit miktarıyla birleşen ikincisinin değişen miktarları arasında basit tam sayılı bir oran bulunur” Bu şekilde “Katlı Oranlar Yasası” olarak bildiğimiz yasa bulunmuş oldu

“Elementle; sabit oranları ya da katlı oranları sağlayan tanecikler, yani atomlar yoluyla kimyasal olaya katılırlar Her elementin, kütle, büyüklük, kimyasal özellik yönünden kendine özgü ve özdeş yapılı atomları vardır”

Dalton, o zamana kadar bulunan bazı atomlar belli geometrik işaretlerle de simgeledi Ancak sembolleri çok kaba ve büyüktü Dalton elementlerin molekül yapısını henüz düşünememişti: Dalton'dan sonra kimya biliminde süratli bir gelişme gözlenmeye başlandı[1]

Örnek: H2O2 ile H2O bileşiklerinde H atomları sabitken O atomları arasındaki oran 2/1 yada ½ dir

Örnek : SO2 ile SO3 de S atomları sabitken O atomları arasındaki oran 2/3 yada 3/2 dir

Örnek: Fe2O3 ile Fe3O4 de Fe atomları sabitleştirilirse 3/ Fe2O3 2/ Fe3O4 O atomları arasındaki oran 9/8 yada 8/9 dur

Not: Elementlerden biri sabitken diğeri mutlaka değişmelidir Örneğin NO2 ile N2O4 arasında katlı oran yoktur Çünkü N atomları eşitlenince O atomları da eşitlenmektedir[3]

Örnek: Fe ile O elementleri arasında; FeO Fe2O3 ve Fe3O4 gibi bileşikler oluşmaktadır Bunlar arasındaki katlı oranlara bakacak olursak: Fe2O3 ve Fe3O4 bileşiklerinde mesela Fe yi sabit tutarsak Fe2O3 yi 3 ile ve Fe3O4 ü de 2 ile çarpmamız gerekir O zaman çarpalım

3(Fe2 O3) Fe6 O9

----------- = ---------

2(Fe3 O4) Fe6 O8

burada Fe'ler sadeleşirse oksijenler arasındaki katlı oran 9/8 oranı elde edilir

Bunun anlamı Fe2O3 teki 9 gram oksijene karşılık, ikinci bileşikte 8 gram oksijen vardır

Katlı oranların uygulana bilemesi için;

1 Bileşiklerde yalnız iki element olmalı

2 Bileşiklerdeki elementler birbirinin aynı olmalı

3 Bileşiklerin basit formülleri aynı olmamalı

4 Katlı oran 1/1 olmamalı

ÖRNEK:

NO – N2O3Katlı oranlar kanununa uyar

NO2 – N2O4Katlı oranlar kanununa uymaz

NaCl – KClKatlı oranlar kanununa uymaz

H2SO4 – H2SO3 Katlı oranlar kanununa uymaz

FeO – Fe2O3 Katlı oranlar kanununa uyar
Tarihçe

1804 yılında bu yasayı bulan John Dalton, bileşiklerde elementler arasındaki kütle oranının korunmasına karşın bazen aynı elementlerin birbirleriyle birleştiklerinde farklı özellikler gösteren bileşikleri oluşturduğu gözlenmiştir Örneğin karbon ve oksijenin birleşmesiyle özellikleri tamamen birbirinden farklı karbon dioksit ve karbon monoksit diye adlandırılan iki farklı ürün meydana gelir Karbon monoksit oldukça zehirli bir gazken karbondioksit soluk alıp verirken dışarı attığımız zehirli olmayan bir gazdır ve yeşil bitkilerin yaşamını sürdürmesi için gereken en temel elemanlardan biridir

Aslında oksijen ile hidrojenin birlikte oluşturdukları birbirinden farklı iki form vardır Biri su, diğeri hidrojen peroksittir Hidrojen peroksidin yaklaşık %3'lük su ile seyreltilerek hazırlanmış çözeltisi eczanelerde oksijenli su olarak satın alınabilen ticari bir üründür Ayrıca özellikleri kesinlikle sudan çok farklıdır Yalnızca karbon ve hidrojenden oluşmuş bileşiklerin sayısını ise tam olarak söylemek zordur Bütün bu karmaşaya karşın Dalton şunu fark etti;

"Eğer bir element bir başka element ile birden fazla bileşik oluşturabiliyorsa elementlerden birinin sabit miktarı ile diğer elementtin değişen miktarları arasında basit ve tam sayılarla ifade edilebilen bir oran vardır" ”

Örneğin karbon dioksit-karbon monoksit örneğine geri dönersek, 44 karbondioksitte 12 gram karbon ve 32 gram oksijen vardır Karbonmonooksidin 28 gramında ise 12 gram karbon ve 16 gram oksijen vardır Her iki bileşikteki karbon miktarı 12 gramı için birinde 32 diğerinde 16 gram oksijen vardır Birinci bileşikteki oksijen kütlesinin ikinci bileşiktekine oranı 32/16=2 dir Bu Dalton'a kendi adıyla anılan Dalton Atom Teorisi fikrini verdi

Birleşen Hacim Oranları Kanunu

Gay-Lussac (1778-1850); aynı sıcaklık ve basınçta gazların, ancak belirli ve tamsayılı oranda tepkimeye girdiklerini gösterdi Örneğin; N2 +3H2 → 2NH3 tepkimesinde 3 hacim hidrojen ile 1 hacim azot tepkimeye girerek 2hacim amonyak oluşturmuştur Örneğin; N2 +O2 → 2NO tepkimesinde 1 hacim azot 1 hacim oksijen tepkimeye girerek 2 hacim azot monoksit oluşturmuştur Anlaşıldığı gibi; Sabit sıcaklık ve basınçta, tepkimeye giren gaz maddelerin hacimleri arasında basit ve tam sayılarla ifade edilen bir oran vardır Bu orana sabit hacim oranları kanunu denir

Gay-Lussacav agadro hipotezinden de esinlenerek böylece molekül kavramına açıklık getiriyor ve hesaplamalara sokuyordu Avagadro suyun formülünü; H + O → HO şeklinde düşünürken, Gay-lussak yaptığı çalışmalarla bunun H2 + O2 → H2O şeklinde olması gerektiğini savundu

Çünkü suyun birleşme oranı 1/16 değil 1/8 di

a) Kimyasal bir tepkimeye giren gazlarla, tepkimede oluşan gaz halindeki ürünlerin aynı koşullarda (aynı sıcaklık ve basınç) hacimleri arasında sabit bir oran vardır

b) Aynı koşullarda gazların hacimleri mol sayıları ile doğru orantılıdır

Örn; H2(g) + Cl2(g) ® 2HCl(g) tepkimesine göre, 1 mol H2 1 mol Cl22 gazı, 1 hacim Cl2 gazı ile birleşerek eşit koşullarda 2 hacim HCl gazı oluşturur” İfadesi de kullanılabilir ile birleşerek 2 mol HCl oluştururHacimler mol sayıları ile doğru orantılı olduğundan, aynı olayı anlatmak için "1 hacim H Aynı şekilde, N2(g) + 3H2(g) ® 2NH3(g) tepkimesine göre 1 hacim azot gazı 3 hacim hidrojen gazı ile birleşerek eşit koşullarda 2 hacim NH3 gazını oluşturur" diyebiliriz

Tepkime Çeşitleri :

Yanma Tepkimeleri: Yanma hava oksijeniyle (O2) tepkime demektir 2 çeşit yanma vardır

Yavaş Yanma: Bu tür yanmalarda bir alev yada parlaklık görülmez Örneğin demirin paslanması, solunum

Hızlı Yanma : Bu çeşit yanmalarda alev yada parlaklık gözükür ve olay kısa sürer Örneğin mumun yanması, kağıdın yanması

Bir element yanarsa oksiti, bir bileşik yanarsa bileşikteki elementlerin ayrı ayrı oksitleri oluşur

Örnek : C + O2 CO2 H2 + ½ O2 H2O

CS2 + 3O2 CO2 + 2SO2 CO + 1/2O2 CO2

CO2 + O2 Yanmaz Soygazlar ( He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rd) yanmazlar

Asit- Baz Tepkimeleri : Asitlerle bazların tepkimelerinden tuz ve su oluşur

Asit çözeltisi + Baz çözeltisi Tuz + su

HCl + NaOH NaCl + H2O

2H3PO4 + 3Ca(OH)2 Ca3(PO4)2 + 6H2O

Aktif Metallerin Asit Çözeltileriyle Olan Tepkimeleri: Aktif metaller asit çözeltileriyle tepkimeye girerlerse tuz ve H2 gazı oluşur

Na + HCl NaCl + 1/2H2 Al + 3HNO3 Al(NO3)3 + 3/2H2

Yarı Soy Metallerin Asitlerle Olan Tepkimeleri : Yarı soy metaller ( Cu, Hg, Ag) Soy metaller ise Au ve Pt dir

Yarı soy metaller yapısında oksijen bulunan kuvvetli ve derişik asit çözeltileriyle tepkime verirler Tepkime sonunda tuz, asidin yapısından gelen bir oksit ve su oluşur Bu tür tepkimelerde H2 gazı oluşmaz

Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 +2 NO2(g) +2 H2O

2Ag +2 H2SO4 Ag2SO4 + SO2 +2 H2O

FORMÜL BULMA

Bir molekülü oluşturan atomların bağıl sayılarını veren formüle basit formül (kaba formül), molekülü oluşturan atomların gerçek sayılarını veren formüle de molekül formülü denir

Molekül formülü basit formülün tam sayılı katlarıdır

(Basit formül) n= molekül formülü

MADDE BASİT FORMÜL MOLEKÜL FORMÜLÜ

Amonyak NH3 NH3

Glikoz CH2O C6H12O6

Eten CH2 C2H4

basit formül bulunurken;

*Verilen madde miktarları mole çevrilir

*Bulunan sayılar ilgili maddelerin sağ alt köşelerine yazılır

*sayılar tam sayı değilse ya içlerindeki en küçük sayıya bölünür yada uygun bir sayıyla genişletilerek sadeleştirilir

Örnek -1

Bir organik bileşikte 2,4 gram C, 12,041022 tane azot (N) atomu, 0,2 mol O atomu ve 0,6 gram H atomu bulunmaktadır Bileşiğin basit formülü nedir ?

Çözüm :

nC= 2,4/12 = 0,2 mol C nN= 12,041022/6,021023= 0,2 mol N nO=0,2 mol nH= 0,6/1= 0,6 mol H

C0,2H0,6N0,2O0,2 dir Sayılar 0,2 ye bölünürse CH3NO olur

Örnek-2

0,2 molünde 0,4 mol Pb ve 9,6 gram oksijen içeren bileşiğin basit formülü nedir ?( O=16)

Çözüm:

0,2 molünde 0,4 mol Pb varsa 1 molünde 2 mol Pb vardır 0,2 molünde 9,6 gram O varsa 1 molünde 48 gram O bulunur

NO= 48/16 = 3 mol O olur Formül ise Pb2O3 olur

Örnek-3

C ve H dan oluşan bir bileşiğin kütlece %25 i H dir Buna göre bileşiğin basit formülü nedir ?(C=12 H=1)

Çözüm : 75 gram C Ş nC= 75/12 = 6,25 mol nH= 25/1= 25 mol

C6,25H25 her ikisi de 6,25 e bölünürse CH4 bulunur

Örnek-4

C,H ve O içeren organik bir bileşiğin 4,6 gramı oksijenle yakıldığında 8,8 gram CO2 ile 1,81023 tane H2O molekülü oluşmaktadır Bileşiğin formülü nedir ? (C=12 H=1 O=16)

Çözüm :

X + O2 CO2 + H2O

4,6 gram 0,2 mol 0,3 mol

bileşikteki karbon 0,2x12= 2,4 gram, bileşikteki hidrojen 0,3x2=0,6 gramdır Oksijen ise 4,6 -(2,4+0,6) = 1,6 gramdır

NC=0,2 nH=0,6 nO=0,1 mol C0,2H0,6O0,1 Ş C2H6O

Örnek-5

11,2 gram A ile 3,2 gram B den oluşan bileşiğin formülü AB dir 22,4 gram A ve 9,6 gram B den oluşan bileşiğin formülü nedir ?

Çözüm :

11,2 gram bileşikte A ise 22,4 gram A2dir 3,2 gram B yi gösteriyorsa 9,6 gram B B3 olmalıdır Yani A2B3 dür

Örnek-6

44 gram Mn ile NŞA da 8,96 litre O2 gazı artansız tepkimeye giriyor Oluşan bileşiğin formülü nedir ?

( Mn=55)

Çözüm :

nMn= 44/55 = 0,8 mol nO= 8,96/22,4 = 0,4 mol O2 Ş O= 0,8 mol atom dur

Mn0,8O0,8 Ş MnO dur

KARIŞIM PROBLEMLERİ

Örnek -1

C2H4 + C3H8 gazları karışımının 20 litresini yakmak için 76 litre oksijen gazı harcanıyor Başlangıç karışımındaki C3H8 kaç litredir ?

Çözüm :

C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O

x mol 3x mol

C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O

y mol 5y

x+y= 20

3x+5y = 76 Ş x=12 lt , y=8 lt dir

Örnek -2

14 litre H2 + CO + CH4 gaz karışımının tamamen yanmasıyla 11,2 litre O2 gazı harcanıyor Karışımdaki CH4 ün mol % si nedir ?

Çözüm:

2H2 + O2 2H2O

2x mol x mol

2CO + O2 2CO2

2y mol y mol

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

z mol 2z mol

2x+2y+z= 14

x+y+2z= 11,2 Ş z= 2,8 litre

Örnek-3

C2H6, C2H4 ve C3H6 gaz karışımının yanmasından 48,4 gram CO2 ve 23,4 gram H2O oluşmaktadır Karışımdaki C2H6 nın mol sayısı kaçtır ?

Çözüm:

I- C2H6 + 7/2 O2 2CO2 + 3H2O

x mol 2x mol 3x mol

II- C2H4 + 3 O2 2CO2 + 2H2O

y mol 2y mol 2y mol

III-C3H6 + 9/2 O2 3CO2 + 3H2O

z mol 3z mol 3z mol

nCO2= 48,4/44= 1,1 mol nH2O = 23,4/18= 1,3 mol

Denklemler yazılırsa;

2x+2y+3z=1,1(CO2)

3x+2y+3z=1,3 (H2O)

x=0,2 mol Ş C2H6 = 0,2 moldür

Örnek-4

C3H8+C3H4 gaz karışımının 122 gramını yakmak için 12,5 mol O2 tüketiliyor Karışımdaki C3H4 NŞA da kaç litredir ?

Çözüm:

I- C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O

x mol 5x mol

III-C3H4 + 4O2 3CO2 + 2H2O

y mol 4y mol

C3H8 =x mol Ş C3H8 = 44x gramdır C3H4= y mol Ş C3H4= 40y gramdır

Denklemler yazılırsa;

44x+40y= 122 gram

5x+4y= 12,5 mol

X=0,5 mol Y=2,5 mol

Cevap 2,5 mol C3H4 dür

Örnek-5

Mg+Ca metalleri karışımının 6,4 gramı HCl çözeltisine atıldığında NŞA da 8,96 lt H2 gazı çıktığına göre karışımdaki Mg kaç gramdır ? (Mg=24 Ca=40)

Çözüm :

n= 8,96/22,4=0,4 mol H2

Mg+ 2HCl MgCl2 + H2

x mol x mol

Ca + 2HCl CaCl2 + H2

y mol y mol

24x + 40y = 6,4 gram

x + y = 0,4 mol

x= 0,2 mol y=0,2 mol

Mg= 0,2x24=4,8 gramdır

ARTAN MADDE İLE İLGİLİ HESAPLAMALAR

Tepkimeye giren maddelerin ikisinin de miktarı verilmişse büyük bir ihtimalle bu maddelerden birinden artan var demektir Artanı bulabilmek için verilen madde miktarları önce mole çevrilir Mol sayıları tepkimedeki ilgili maddelerin katsayılarıyla karşılaştırılır ve katı küçük olan tükenir Diğerinden artan var demektir

Örnek-1 : 20 litre C3H8 ile 20 litre O2 tepkimeye sokuluyor Hangi gazdan kaç litre artar ?

Çözüm :

C3H8 + 5O2* 3CO2 + 4H2O

20 katı 4 katı

20 20

katı küçük olan tükeneceğine göre O2 biter ve üzerine bir yıldız konur Bütün hesaplamalar O2 üzerinden yapılır Çünkü kimyasal tepkimeler en az madde miktarı üzerinden yürür

1litre C3H8 ile 5 litre O2 girerse

x litre 20 litre

x= 4 litre C3H8 girer

20-4= 16 litre C3H8 artar

Örnek-2 : 53 gram Na2CO3 ile 0,5 M 600 ml HCl çözeltisinin tepkimesinden oluşacak CO2 NŞA da kaç lt dir ? (Na=23 C=12 H=1)

Çözüm:

nNa2CO3 = 53/106=0,5 mol M=n/V Ş 0,5 = n/0,6 Ş n=0,3 mol

Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O

0,5 katı 0,15 katı

0,5 mol 0,3 mol

HCl nin katı küçük olduğundan HCl tükenir O halde orantı HCl ile CO2 arasında olacaktır

2 mol HCl den 1 mol CO2 oluşuyorsa

0,3 mol den x mol

x= 0,15 mol CO2 Ş 0,15x22,4 = 3,36 litre

Örnek-3

6 lt N2 ile 6 litre H2 gazlarından aynı koşullarda NH3 gazı oluşturuluyor Tepkime bittiğinde ortamda kaç litre gaz bulunur ?

Çözüm:

N2 + 3H2 2NH3

6 katı 2 katı

6 6

H2 tükenecektir N2 den artan olacaktır Tepkime bittiğinde artan gazla oluşan gaz birlikte bulunur Buna göre

1 litre N2 ile 3 litre H2 girerse

x litre 6 litre H2

x= 2 litre N2 girer

6-2= 4 litre N2artar

3 litre H2 den 2 litre NH3 oluşursa

6 litre H2 den x litre

x= 4 litre NH3

Sonuçta 2 litre artan N2 + 4 litre oluşan NH3 = 6 litre gaz karışımı ele geçer

SAFLIK PROBLEMLERİ

Tepkimeye giren maddeler her zaman saf olmayabilir Bir karışım içerisindeki gerekli olan maddenin oranına saflık yüzdesi denir %80 arılıkta çinko örneği demek 100 gram örneğin 80 gramı çinko 20 gramı yabancı maddedir Bu tür problemlerde tepkimedeki maddelerden birinin miktarı mutlaka verilir Verlien madde miktarı üzerinden istenilen maddenin miktarı tepkime denkleminden hesaplanır Daha sonra % si hesaplanır

Örnek-1

52 gram Zn örneği yeterli miktarda HCl çözeltisine atıldığında NŞA da 8,96 litre H2 gazı çıktığına göre örnekteki Zn %si kaçtır ? ( Zn= 65)

Çözüm:

n=8,96/22,4=0,4 mol H2 Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

x mol 0,4 mol

x=0,4 mol Zn Ş Zn = 0,4 x65 = 26 gram Zn

52 gramda 26 gram Zn varsa

100 gramda x gr