Soru

Zorluk: Çok zorBasit ve Molekül Formülü Hesaplamaları

Aşağıda nicel özellikleri belirtilen organik bileşikler ile bu bileşiklerin molekül formüllerini doğru olacak şekilde eşleştiriniz.

(Atom kütleleri: H=1 g/mol\text{H} = 1\text{ g/mol}, C=12 g/mol\text{C} = 12\text{ g/mol}, O=16 g/mol\text{O} = 16\text{ g/mol})

  • Sadece C\text{C}, H\text{H} ve O\text{O} elementlerinden oluşan ve 12 gramı12\text{ gramı} yakıldığında 0,6 mol CO20,6\text{ mol } \text{CO}_2 ile 14,4 gram H2O14,4\text{ gram } \text{H}_2\text{O} oluşturan, gaz halindeki normal koşullardaki yoğunluğu 2,68 g/L2,68\text{ g/L} olan organik bileşikC3H8O\text{C}_3\text{H}_8\text{O}
  • Kütlece %40\%40 Karbon (C\text{C}), %6,7\%6,7 Hidrojen (H\text{H}) ve %53,3\%53,3 Oksijen (O\text{O}) içeren ve 0,1 molu¨0,1\text{ molü} yakıldığında 0,6 mol CO20,6\text{ mol } \text{CO}_2 oluşturan organik bileşikC6H12O6\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6
  • Basit formülü C2H4O\text{C}_2\text{H}_4\text{O} olan ve 0,15 molu¨nu¨n0,15\text{ molünün} tamamen yakılması sonucu açığa çıkan CO2\text{CO}_2 gazı normal koşullarda 13,44 litre13,44\text{ litre} hacim kaplayan organik bileşikC4H8O2\text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2
  • Yalnızca C\text{C} ve H\text{H} elementlerinden oluşan ve normal koşullarda gaz halinde bulunan 5,6 litresi5,6\text{ litresi} yakıldığında 22 gram CO222\text{ gram } \text{CO}_2 ile 13,5 gram H2O13,5\text{ gram } \text{H}_2\text{O} oluşturan hidrokarbonC2H6\text{C}_2\text{H}_6

Cevap

Birinci bileşik ile C3H8O\text{C}_3\text{H}_8\text{O}, ikinci bileşik ile C6H12O6\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6, üçüncü bileşik ile C4H8O2\text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2 ve dördüncü bileşik ile C2H6\text{C}_2\text{H}_6 formülleri eşleşir.
Verilen nicel özelliklerden yola çıkılarak her bir organik bileşiğin içerdiği elementlerin kütle ve mol ilişkileri bulunmuş, mol kütlesi veya karbon sayıları kullanılarak molekül formülleri hatasız bir şekilde hesaplanmış ve doğru eşleştirmeler yapılmıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Birinci bileşik için elementlerin mol sayılarını ve kütle ilişkilerini hesaplama
mC=0,6×12=7,2 gm_{\text{C}} = 0,6 \times 12 = 7,2\text{ g}, mH=(14,4/18)×2×1=1,6 gm_{\text{H}} = (14,4 / 18) \times 2 \times 1 = 1,6\text{ g}. Oksijen kütlesi 12(7,2+1,6)=3,2 g    0,2 mol12 - (7,2 + 1,6) = 3,2\text{ g} \implies 0,2\text{ mol}. Oranlandığında basit formül C3H8O\text{C}_3\text{H}_8\text{O}'dur. Yoğunluktan Ma=2,68×22,460 g/molM_a = 2,68 \times 22,4 \approx 60\text{ g/mol} bulunur. Basit formülün kütlesi de 60 g/mol60\text{ g/mol} olduğundan molekül formülü C3H8O\text{C}_3\text{H}_8\text{O}'dur.
Yanma ürünlerinin kütlelerinden elementlerin mol sayılarını ve bileşiğin basit formülü ile molekül formülü arasındaki ilişkiyi bulmak için.
2
İkinci bileşik için kütlece yüzde değerlerinden basit formül çıkarma ve karbon oranını kullanma
Kütle oranlarından mol sayıları nC=40/12=3,33n_{\text{C}} = 40/12 = 3,33, nH=6,7/1=6,7n_{\text{H}} = 6,7/1 = 6,7, nO=53,3/16=3,33n_{\text{O}} = 53,3/16 = 3,33 olup en sade oran CH2O\text{CH}_2\text{O}'dur. 0,1 mol0,1\text{ mol} bileşikte 0,6 mol CO20,6\text{ mol } \text{CO}_2 yani 0,6 mol C0,6\text{ mol } \text{C} atomu olduğuna göre, bileşiğin 1 molu¨nde1\text{ molünde} 6 mol C6\text{ mol } \text{C} atomu vardır. Genişletme katsayısı 66 olup molekül formülü C6H12O6\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 olur.
Kütlece yüzde kompozisyonundan basit formülü ve 1 mol1\text{ mol} bileşikteki gerçek karbon miktarından molekül formülünü bulmak için.
3
Üçüncü bileşik için karbon gazı hacminden moleküldeki toplam karbon sayısını belirleme
Normal koşullardaki 13,44 L CO2=0,6 mol13,44\text{ L } \text{CO}_2 = 0,6\text{ mol} karbon atomuna eşittir. 0,15 mol0,15\text{ mol} bileşik 0,6 mol0,6\text{ mol} karbon içeriyorsa, 1 mol1\text{ mol} bileşikte 4 mol4\text{ mol} karbon atomu vardır. Basit formül C2H4O\text{C}_2\text{H}_4\text{O} olduğundan genişletme katsayısı 4/2=24 / 2 = 2'dir. Molekül formülü C4H8O2\text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2 olur.
Basit formüldeki atom sayıları oranı ile bileşiğin gerçek mol ilişkilerinden molekül formülünü türetmek için.
4
Dördüncü bileşik için gaz hacminden mol sayısı bulma ve yanma analizini tamamlama
5,6 L5,6\text{ L} hidrokarbon 0,25 moldu¨r0,25\text{ moldür}. Oluşan 22 g CO222\text{ g } \text{CO}_2 (0,5 mol0,5\text{ mol}) ve 13,5 g H2O13,5\text{ g } \text{H}_2\text{O} (0,75 mol     1,5 mol H0,75\text{ mol } \implies 1,5\text{ mol } \text{H}) değerlerinden, 1 mol1\text{ mol} hidrokarbonda 2 mol C2\text{ mol } \text{C} ve 6 mol H6\text{ mol } \text{H} bulunur. Molekül formülü C2H6\text{C}_2\text{H}_6'dır.
Hidrokarbonun mol sayısı ile yanan karbon ve hidrojen atomlarının mol sayılarını oranlayarak doğrudan molekül formülüne ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Yanma analizlerinde element kütleleri ve mol sayıları üzerinden basit ve molekül formülü hesaplamaları.
Tahmini Süre:3m 0s
Bu soruyu puanla