Examkin

Question

Difficulty: HardAlkinler

Asetilen (C2H2C_2H_2) ve propen (C3H6C_3H_6) gazlarından oluşan 03 mol0{}3\text{ mol}'lük bir karışım, amonyaklı gümüş nitrat (AgNO3AgNO_3) çözeltisinden geçirildiğinde en fazla 24 gram24\text{ gram} çökelek oluşmaktadır.

Buna göre, başlangıçtaki gaz karışımını tamamen doyurmak için normal koşullarda (0 ∘C0\text{ }^\circ\text{C} ve 1 atm1\text{ atm}) en az kaç litre hidrojen (H2H_2) gazı harcanmalıdır?

(H=1 g/molH = 1\text{ g/mol}, C=12 g/molC = 12\text{ g/mol}, Ag=108 g/molAg = 108\text{ g/mol})

Answer: 8.96 L

Answer

8,96
Karışımdaki uç alkin olan asetilen, amonyaklı gümüş nitrat ile tepkimeye girerek gümüş asetilenür (C2Ag2C_2Ag_2) katısını oluşturur. Reaksiyon stokiometrisine göre 1 mol asetilenden 1 mol çökelek elde edilir. Çökeleğin mol kütlesi 240 g/mol240\text{ g/mol} olup 24 gramı24\text{ gramı} 01 mol0{}1\text{ mol}'dür. Buradan karışımdaki asetilenin 01 mol0{}1\text{ mol}, propenin ise 02 mol0{}2\text{ mol} olduğu bulunur. Asetilenin tamamen doyurulması için 2 katı (02 mol0{}2\text{ mol}), propenin ise 1 katı (02 mol0{}2\text{ mol}) olmak üzere toplam 04 mol0{}4\text{ mol} H2H_2 gazı gerekir. Bu gaz normal koşullarda 04×224=896 litre0{}4 \times 22{}4 = 8{}96\text{ litre} hacim kaplar.

Step-by-Step Solution

1
Gümüş asetilenür (C2Ag2C_2Ag_2) çökeleğinin mol kütlesinin hesaplanması.
MA(C2Ag2)=2×12+2×108=240 g/molM_A(C_2Ag_2) = 2 \times 12 + 2 \times 108 = 240\text{ g/mol}
Amonyaklı gümüş nitrat çözeltisi ile sadece uç alkin olan asetilen tepkimeye girer ve gümüş asetilenür (C2Ag2C_2Ag_2) çökeleğini oluşturur.
2
Asetilenin (C2H2C_2H_2) mol sayısının bulunması.
n(C2Ag2)=24240=01 moln(C_2Ag_2) = \frac{24}{240} = 0{}1\text{ mol} olduğundan, n(C2H2)=01 moln(C_2H_2) = 0{}1\text{ mol}'dür.
1 mol1\text{ mol} asetilenin Tollens tepkimesinden 1 mol1\text{ mol} gümüş asetilenür çökeleği oluşur (C2H2+2[Ag(NH3)2]+→C2Ag2+2NH4++2NH3C_2H_2 + 2[Ag(NH_3)_2]^+ \rightarrow C_2Ag_2 + 2NH_4^+ + 2NH_3).
3
Karışımdaki propen (C3H6C_3H_6) gazının mol sayısının hesaplanması.
n(C3H6)=03−01=02 moln(C_3H_6) = 0{}3 - 0{}1 = 0{}2\text{ mol}
Başlangıç karışımının toplam mol sayısı 03 mol0{}3\text{ mol}'dür ve bu karışımda sadece asetilen ve propen bulunmaktadır.
4
Gazları doyurmak için gereken toplam H2H_2 mol sayısının bulunması.
n(H2)=(2×01)+(1×02)=04 moln(H_2) = (2 \times 0{}1) + (1 \times 0{}2) = 0{}4\text{ mol}
Asetilen bir alkin olup 1 mol1\text{ mol}'ü 2 mol2\text{ mol} H2H_2 ile, propen ise bir alken olup 1 mol1\text{ mol}'ü 1 mol1\text{ mol} H2H_2 ile tamamen doyurulur.
5
Gereken H2H_2 gazının normal koşullardaki hacminin hesaplanması.
V=04×224=896 LV = 0{}4 \times 22{}4 = 8{}96\text{ L}
Normal koşullarda (0 ∘C0\text{ }^\circ\text{C} ve 1 atm1\text{ atm}) ideal bir gazın 1 mol1\text{ mol}'ü 224 L22{}4\text{ L} hacim kaplar.

Key Concept

Alkinlerin metallerle yer değiştirme (Tollens) tepkimeleri ve alkin/alkenlerin hidrojen ile katılma (doyurulma) stokiometrisi

Alternative Method

Alternatif olarak, toplam pi bağı sayısı üzerinden gidilebilir. Asetilen (01 mol0{}1\text{ mol}) molekül başına 2 pi bağı içerdiği için toplam 02 mol0{}2\text{ mol} pi bağına sahiptir. Propen (02 mol0{}2\text{ mol}) ise molekül başına 1 pi bağı içerdiğinden toplam 02 mol0{}2\text{ mol} pi bağına sahiptir. Karışımdaki toplam pi bağı mol sayısı 02+02=04 mol0{}2 + 0{}2 = 0{}4\text{ mol}'dür. Doyurulma tepkimesinde her pi bağı için 1 mol H2H_2 katılması gerektiğinden, toplam 04 mol0{}4\text{ mol} H2H_2 gazı harcanır. Buradan 04×224=896 L0{}4 \times 22{}4 = 8{}96\text{ L} sonucu bulunur.
Estimated Time:2m 30s
Rate this question

Topics

Alkinler

More questions from this topic