Tüm alıştırma soruları

Soru 3501Soru →

Sıcaklığı artırılan ekzotermik bir gaz tepkimesinde, hem ileri hem de geri yönlü tepkime hızları artmasına rağmen geri tepkime hızının daha fazla artması sonucu dengenin girenler yönüne kaydığı ve denge sabitinin ( $K_c$ ) küçüld��ğü ifadesi doğru mudur?

Doğru

Yanlış

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Verilen ifade doğrudur.

Ekzotermik tepkimelerde geri tepkimenin aktifleşme enerjisi ileri tepkimeninkinden büyüktür. Sıcaklık artışı aktifleşme enerjisi büyük olan tepkimenin hızını daha çok artırır, bu yüzden geri tepkime hızı daha fazla artarak dengeyi girenlere kaydırır ve denge sabitini küçültür.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime türünün ve entalpi değişiminin analiz edilmesi

Tepkime ekzotermiktir (

\Delta H < 0

), yani ıs�� ürünler tarafındadır.

Sıcaklık değişiminin denge yönüne etkisini belirlemek için tepkimenin endotermik mi ekzotermik mi olduğunu saptamak gerekir.

2

Sıcaklık artışının ileri ve geri tepkime hızları üzerindeki etkisinin incelenmesi

Sıcaklık artışı hem ileri yönlü tepkime hızını (

r_i

) hem de geri yönlü tepkime hızını (

r_g

) artırır.

Sıcaklık artışı tüm kimyasal reaksiyonların hızını ve hız sabitlerini (

k_i

ve

k_g

) artırır.

3

Aktifleşme enerjileri ile hız artış oranlarının ilişkilendirilmesi

Ekzotermik tepkimelerde geri tepkimenin aktifleşme enerjisi (

E_{a_g}

), ileri tepkimenin aktifleşme enerjisinden (

E_{a_i}

) büyüktür. Bu nedenle sıcaklık artışıyla geri tepkime hızı, ileri tepkime hızına göre daha fazla artar.

Aktifleşme enerjisi yüksek olan tepkimeler sıcaklık değişimine karşı daha duyarlıdır.

4

Denge yönünün ve denge sabiti (

K_c

) değişiminin belirlenmesi

Geri tepkime hızı daha fazla arttığı için sistem girenler yönüne kayar.

K_c = \frac{k_i}{k_g}

oranında payda paya göre daha fazla büyüdüğü için

K_c

değeri küçülür.

Le Chatelier ilkesine göre sıcaklık artışı sistemi ısıyı harcayacak yöne (girenler yönüne) kaydırır ve sıcaklık değişimi denge sabitinin sayısal değerini değiştirir.

Anahtar Kavram

Ekzotermik tepkimelerde sıcaklık artışının kinetik (hızlar) ve termodinamik (denge yönü ve denge sabiti) etkilerinin analizi

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 3502Soru →

Standart koşullarda ( $25\text{ }^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) gerçekleşen iki farklı tepkime ve bu tepkimelerin entalpi değişimleri aşağıda verilmiştir:

2Fe(k) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow Fe_2O_3(k) \quad \Delta H^\circ = -824.2\text{ kJ}

2Fe(g) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow Fe_2O_3(k) \quad \Delta H^\circ = -1516.2\text{ kJ}

Buna göre, bu tepkimelerle ilgili;

I. $Fe_2O_3(k)$ bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi $-824.2\text{ kJ/mol}$ 'dür.
II. Demir elementinin standart koşullardaki molar süblimleşme entalpisi $+346.0\text{ kJ/mol}$ 'dür.
III. İkinci tepkime, $Fe_2O_3(k)$ bileşiğinin standart oluşum tepkimesidir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

I ve II

I ve III

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Birinci ve ikinci ifadeler doğru, üçüncü ifade yanlıştır.

Birinci ve ikinci ifadeler kimyasal olarak doğrudur. Birinci ifade standart molar oluşum entalpisi tanımına tam olarak uyar çünkü tepkime en kararlı elementel hallerle başlayıp 1 mol ürün oluşturmuştur. İkinci ifade Hess Yasası kullanılarak yapılan hesaplamaya dayanır ve 1 mol demir katısının gaz haline geçiş enerjisini doğru bir şekilde +346.0 kJ/mol olarak verir.

Adım Adım Çözüm

1

Birinci öncülün değerlendirilmesi

Doğru

Bir bileşiğin standart molar oluşum entalpisi, bileşiğin 1 molünün standart koşullarda (25 °C, 1 atm) en kararlı elementlerinden oluşması sırasındaki ısı değişimidir.

Fe(k)

ve

O_2(g)

standart koşullardaki en kararlı elementel hallerdir ve tepkimede 1 mol

Fe_2O_3(k)

oluşmuştur. Bu nedenle

\Delta H^\circ = -824.2\text{ kJ}

değeri aynı zamanda

Fe_2O_3(k)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisidir.

2

Demirin molar süblimleşme entalpisinin hesaplanması

\Delta H_{s\ddot{u}blimle\c{s}me}^\circ = +346.0\text{ kJ/mol}

Demir elementinin süblimleşme tepkimesi

Fe(k) \rightarrow Fe(g)

şeklindedir. Verilen tepkimeleri Hess Yasası kullanarak düzenleyelim:

1. tepkime aynen kalır:

2Fe(k) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow Fe_2O_3(k) \quad \Delta H_1^\circ = -824.2\text{ kJ}

2. tepkime ters çevrilir:

Fe_2O_3(k) \rightarrow 2Fe(g) + \frac{3}{2}O_2(g) \quad \Delta H_2^\circ = +1516.2\text{ kJ}

Tepkimeler taraf tarafa toplanırsa:

2Fe(k) \rightarrow 2Fe(g) \quad \Delta H_{toplam}^\circ = -824.2 + 1516.2 = +692.0\text{ kJ}

Bu tepkime 2 mol demirin süblimleşmesini temsil eder. 1 mol demirin süblimleşmesi için gereken enerji (molar süblimleşme entalpisi):

\Delta H_{s\ddot{u}blimle\c{s}me}^\circ = \frac{+692.0\text{ kJ}}{2\text{ mol}} = +346.0\text{ kJ/mol}

olarak bulunur.

3

Üçüncü öncülün değerlendirilmesi

Yanlış

İkinci tepkimede demir elementi standart koşullardaki en kararlı hali olan katı fiziksel hali yerine gaz (

Fe(g)

) halinde reaksiyona girmiştir. Bu nedenle ikinci tepkime bir standart oluşum tepkimesi değildir.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpisi tanımı ve Hess Yasası yardımıyla fiziksel hal değişim entalpilerinin hesaplanması.

Soru 3503Soru →

Sabit sıcaklıkta, sabit hacimli kapalı bir kapta sıvı su, su buharı ve $1\text{ mol}$ ideal $He$ gazı dengededir. Kaptaki toplam basınç $420\text{ mmHg}$ olarak ölçülmüştür. Aynı sıcaklıkta kaba $2\text{ mol}$ daha ideal $He$ gazı ekleniyor. Buna göre, sıvı hacmindeki değişim ihmal edildiğinde, su buharı dengesinin yeniden kurulduğu son durumda kaptaki toplam basınç kaç $\text{mmHg}$ olur? (Deney sıcaklığında suyun denge buhar basıncı $30\text{ mmHg}$ 'dir.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1200

Cevap

Son durumdaki toplam basınç

1200\text{ mmHg}

'dir.

Toplam basınç

1200\text{ mmHg}

'dir çünkü sıcaklık sabit kaldığından suyun denge buhar basıncı

30\text{ mmHg}

değerinde sabit kalır. Başlangıçta

390\text{ mmHg}

olan helyum gazının basıncı, mol sayısı

1\text{ mol}

'den

3\text{ mol}

'e çıktığı için

3

katına çıkarak

1170\text{ mmHg}

olur. Bu iki basıncın toplamı son toplam basıncı verir.

Adım Adım Çözüm

1

Başlangıçtaki toplam basınçtan suyun buhar basıncı çıkarılarak helyum gazının kısmi basıncı hesaplanır.

P_{He, ilk} = 390\text{ mmHg}

Kaptaki toplam basınç, helyum gazının kısmi basıncı ile suyun buhar basıncının toplamına eşittir.

2

Kaba eklenen helyum gazı sonrasında helyumun yeni kısmi basıncı hesaplanır.

P_{He, son} = 1170\text{ mmHg}

Sabit hacim ve sıcaklıkta ideal gazların kısmi basınçları mol sayılarıyla doğru orantılıdır. Mol sayısı 3 katına çıktığı için helyumun basıncı da 3 katına çıkar.

3

Helyumun son kısmi basıncı ile suyun buhar basıncı toplanarak son toplam basınç hesaplanır.

P_{\text{toplam, son}} = 1200\text{ mmHg}

Sıcaklık değişmediği için suyun buhar basıncı sabit kalır (

30\text{ mmHg}

).

Anahtar Kavram

Sıvı üzerinde toplanan gazların toplam basıncı hesaplanırken, sıvı buhar basıncının sadece sıcaklığa bağlı olduğu ve hacim/mol değişimlerinden etkilenmediği ilkesi uygulanır.

Soru 3504Soru →

Bir kimyasal tepkimenin sıcaklığı artırıldığında tepkime hızının arttığı bilinmektedir.

Tepkime sıcaklığındaki bu artışın tepkime hızın�� artırmasında;

I. etkin çarpışma yapabilecek enerjiye sahip tanecik sayısının artması,
II. tepkimenin aktifleşme enerjisinin ( $E_a$ ) düşmesi,
III. hız sabitinin ( $k$ ) değerinin büyümesi

durumlarından hangileri etkilidir?

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

I ve III

II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve III

Cevap

Etkin çarpışma yapabilecek enerjiye sahip tanecik sayısının artması ve hız sabitinin (

k

) değerinin büyümesi etkilidir.

Sıcaklık artışı, tepkimeye giren taneciklerin ortalama kinetik enerjisini artırarak eşik enerjisini aşan tanecik sayısını (etkin çarpışma yapabilecek enerjiye sahip tanecik sayısını) artırır. Ayrıca sıcaklık artışı hız sabitinin (

k

) değerini büyüterek tepkimenin daha hızlı gerçekleşmesini sağlar. Bu nedenle etkin çarpışma yapabilecek enerjiye sahip tanecik sayısının artması ile hız sabitinin değerinin büyümesini belirten seçenek doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1

Sıcaklık artışının taneciklerin kinetik enerjisine etkisini incelemek.

Sıcaklık arttıkça taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar. Bu durum, eşik enerjisini (aktifleşme enerjisini) aşabilecek enerjiye sahip tanecik sayısının artmasını sağlar.

Sıcaklık, taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin doğrudan bir ölçüsüdür.

2

Sıcaklığın aktifleşme enerjisine (

E_a

) etkisini değerlendirmek.

Sıcaklık değişimi aktifleşme enerjisini (

E_a

) değiştirmez. Aktifleşme enerjisi sadece tepkimeye giren maddelerin türüne ve katalizöre bağlıdır.

Sıcaklık artışı moleküllerin enerjilerini artırır ancak tepkimenin gerçekleşmesi için gereken minimum enerji bariyerinin yüksekliğini etkilemez.

3

Sıcaklığın hız sabitine (

k

) etkisini incelemek.

Sıcaklık artışı, birim zamandaki etkin çarpışma sayısını ve çarpışma frekansını artırdığı için hız sabitini (

k

) büyütür.

Hız sabiti (

k

) sıcaklıkla doğru orantılıdır.

4

Elde edilen sonuçları birleştirerek doğru ifadeleri belirlemek.

I ve III numaralı durumlar sıcaklık artışıyla hızı artıran etkenlerdir; II numaralı durum ise gerçekleşmez.

Tepkime hız bağıntısında (

r = k \cdot [Girenler]

) hızın artması, doğrudan hız sabitinin (

k

) büyümesi ve etkin çarpışma olasılığının artması ile açıklanır.

Anahtar Kavram

Sıcaklığın Tepkime Hızına ve Hız Sabitine Etkisi

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 3505Soru →

$25\text{ }^\circ\text{C}$ sıcaklıkta kalay ( $Sn$ ) elektrotlar ve $Sn^{2+}$ sulu çözeltileri kullanılarak hazırlanan bir derişim hücresinde, $1.0\text{ M } Sn^{2+}$ çözeltisi içeren yarı hücre katot olarak davranmaktadır.

Hücrenin başlangıç potansiyeli $0.09\text{ V}$ olduğuna göre, anot yarı hücresindeki $Sn^{2+}$ iyonlarının derişimi kaç molardır?

(Nernst eşitliğindeki sabit değeri $0.06$ alınız.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.001

Cevap

Anot yarı hücresindeki kalay iyonları derişimi 0.001 M'dır.

Derişim hücresinin potansiyeli Nernst eşitliği ile hesaplanır. Katot derişimi

1.0\text{ M}

, pil potansiyeli

0.09\text{ V}

ve aktarılan elektron sayısı

n=2

değerleri yerine yazıldığında anot derişimi

0.001\text{ M}

olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Derişim hücresi için net tepkimeyi ve standart hücre potansiyelini belirleyin.

Derişim hücresinde elektrotlar aynı metalden yapıldığı için standart hücre potansiyeli

E^\circ_{\text{pil}} = 0\text{ V}

'tur. Net hücre tepkimesi:

Sn^{2+}(\text{katot } 1.0\text{ M}) \rightleftharpoons Sn^{2+}(\text{anot } x\text{ M})

şeklindedir.

Nernst eşitliğinde kullanılacak olan hücre tepkimesi ve standart pil potansiyeli değerini saptamak.

2

Nernst eşitliğini yazın ve bilinen değerleri yerine yerleştirin.

E_{\text{pil}} = E^\circ_{\text{pil}} - \frac{0.06}{n} \log Q

eşitliğinde aktarılan elektron sayısı

n=2

, pil potansiyeli

E_{\text{pil}} = 0.09\text{ V}

ve reaksiyon kesri

Q = \frac{[Sn^{2+}]_{\text{anot}}}{[Sn^{2+}]_{\text{katot}}} = \frac{x}{1.0}

'dır. Değerler yerine konulduğunda:

0.09 = 0 - \frac{0.06}{2} \log \left(\frac{x}{1.0}\right)

elde edilir.

Anot derişimini hesaplamak üzere matematiksel bağıntıyı kurmak.

3

Matematiksel işlemleri tamamlayarak anot derişimini bulun.

0.09 = -0.03 \log x \Rightarrow \log x = -3 \Rightarrow x = 10^{-3} = 0.001\text{ M}

olarak hesaplanır.

Bilinmeyen derişim değerini logaritmik işlemle yaln��z bırakıp çözüme ulaşmak.

Anahtar Kavram

Derişim hücrelerinin potansiyeli Nernst eşitliği kullanılarak hesaplanır. Hücrede derişimi küçük olan taraf anot, büyük olan taraf katottur.

Soru 3506Soru →

Sabit sıcaklıkta, sürtünmesiz hareketli pistonlu kapalı bir kapta;

2NO_2(g) \rightleftharpoons N_2O_4(g)

tepkimesi dengededir. Aynı sıcaklıkta piston aşağı itilerek kabın hacmi yarıya düşürülüyor ve piston bu konumda sabitleniyor.

Sistemin yeniden dengeye ulaşması sürecinde ve yeni denge durumunda gerçekleşen değişimler ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Denge sabitinin (

K_c

) sayısal değeri artar.

Yeni dengede geri tepkime hızı artarken, ileri tepkime hızı azalır.

Yeni dengede toplam gaz derişimi, başlangıçtaki toplam gaz derişiminin iki katından daha azdır.

Denge ürünler yönüne kaydığı için

NO_2(g)

gazının yeni dengedeki derişimi başlangıçtakine göre daha azdır.

Yeni denge kurulurken

NO_2(g)

gazının mol sayısı artar.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Yeni dengede toplam gaz derişimi, başlangıçtaki toplam gaz derişiminin iki katından daha azdır.

Cevap

Yeni dengede toplam gaz derişimi, başlangıçtaki toplam gaz derişiminin iki katından daha azdır.

Yeni dengede toplam gaz derişiminin başlangıçtakine göre iki katından daha az olmasının nedeni, hacmin yarıya inmesiyle anlık olarak iki katına çıkan derişimlerin, dengenin ürünler (daha az gaz molü içeren) yönüne kaymasıyla toplam gaz mol sayısını azaltmasıdır.

Adım Adım Çözüm

1

Hacim değişiminin derişimler üzerindeki ilk etkisini belirlemek.

Kabın hacmi yarıya düşürüldüğünde,

M = n/V

bağıntısına göre kaptaki tüm gazların (

NO_2

ve

N_2O_4

) derişimleri anında iki katına çıkar.

Hacim değişimi anlıktır ve mol sayıları henüz değişmeden derişimleri doğrudan etkiler.

2

Le Chatelier ilkesine göre dengenin kayma yönünü belirlemek.

Kaptaki toplam basınç ve derişimler arttığı için, sistem bu etkiyi azaltmak amacıyla gaz katsayıları toplamının daha az olduğu tarafa (ürünler yönüne, yani

N_2O_4

tarafına) kayar.

Girenlerde 2 mol gaz (

2NO_2

), ürünlerde ise 1 mol gaz (

N_2O_4

) bulunmaktadır. Hacim küçüldüğünde denge az mole kayar.

3

Yeni dengedeki toplam gaz derişimini analiz etmek.

Dengenin ürünler yönüne kaymasıyla toplam gaz mol sayısı azalır. Hacim yarıya indiği için derişim başlangıçta 2 katına çıkmıştı; ancak mol sayısının azalması nedeniyle yeni dengedeki toplam gaz derişimi başlangıçtaki derişimin iki katından daha az olur (

C_1 < C_2 < 2C_1

).

Sistem hacim azalmasıyla oluşan derişim artışını azaltmaya çalışır ancak tamamen yok edemez, bu yüzden toplam derişim ilk duruma göre fazla ama anlık 2 kat değerinden az olur.

Anahtar Kavram

Hacim değişimiyle bozulan dengelerde, Le Chatelier ilkesine göre sistemin verdiği tepkinin ilk etkiyi tamamen yok edememesi ve yeni dengede derişimlerin nasıl değiştiğinin analizi.

Soru 3507Soru →

Bir kimya laboratuvarında gerçekleştirilen deneyde, $0{}8\text{ M}$ 'lık $100\text{ mL}$ $\text{KOH}$ sulu çözeltisine aynı sıcaklıkta $300\text{ mL}$ saf su ilave ediliyor. Buna göre, elde edilen yeni çözeltinin molar derişimi kaç $\text{M}$ olur?

0{}4

0{}27

0{}2

2 \cdot 10^{-4}

0{}08

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $0{}2$

Cevap

Yeni çözeltinin molar derişimi

0{}2\text{ M}

olur.

Seyreltme işleminde çözünen maddenin mol sayısı değişmez.

M_1 \cdot V_1 = M_2 \cdot V_2

eşitliğinden yararlanarak yeni derişim

0{}2\text{ M}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Çözünen

\text{KOH}

maddesinin mol sayısının hesaplanması

n = M_1 \cdot V_1 = 0{}8\text{ M} \cdot 0{}1\text{ L} = 0{}08\text{ mol}

Seyreltme işleminde çözünen maddenin mol sayısı sabit kalır.

2

Son çözeltinin toplam hacminin bulunması

V_2 = V_1 + V_{\text{su}} = 100\text{ mL} + 300\text{ mL} = 400\text{ mL} = 0{}4\text{ L}

Çözeltiye su eklendiğinde toplam hacim, ilk hacim ile eklenen suyun hacminin toplamı olur.

3

Yeni molar derişimin hesaplanması

M_2 = \frac{n}{V_2} = \frac{0{}08\text{ mol}}{0{}4\text{ L}} = 0{}2\text{ M}

Molarite, çözünen mol sayısının toplam çözelti hacmine bölünmesiyle bulunur.

Anahtar Kavram

Bir çözeltiye aynı sıcaklıkta saf su eklendiğinde çözünen maddenin mol sayısı değişmez, hacim arttığı için derişim azalır. Bu durum

M_1 \cdot V_1 = M_2 \cdot V_2

bağıntısı ile açıklanır.

Soru 3508Soru →

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

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

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Birinci bileşik ile

\text{C}_3\text{H}_8\text{O}

, ikinci bileşik ile

\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6

, üçüncü bileşik ile

\text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2

ve dördüncü bileşik ile

\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

m_{\text{C}} = 0,6 \times 12 = 7,2\text{ g}

,

m_{\text{H}} = (14,4 / 18) \times 2 \times 1 = 1,6\text{ g}

. Oksijen kütlesi

12 - (7,2 + 1,6) = 3,2\text{ g} \implies 0,2\text{ mol}

. Oranlandığında basit formül

\text{C}_3\text{H}_8\text{O}

'dur. Yoğunluktan

M_a = 2,68 \times 22,4 \approx 60\text{ g/mol}

bulunur. Basit formülün kütlesi de

60\text{ g/mol}

olduğundan molekül formülü

\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

n_{\text{C}} = 40/12 = 3,33

,

n_{\text{H}} = 6,7/1 = 6,7

,

n_{\text{O}} = 53,3/16 = 3,33

olup en sade oran

\text{CH}_2\text{O}

'dur.

0,1\text{ mol}

bileşikte

0,6\text{ mol } \text{CO}_2

yani

0,6\text{ mol } \text{C}

atomu olduğuna göre, bileşiğin

1\text{ molünde}

6\text{ mol } \text{C}

atomu vardır. Genişletme katsayısı

6

olup molekül formülü

\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6

olur.

Kütlece yüzde kompozisyonundan basit formülü ve

1\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\text{ L } \text{CO}_2 = 0,6\text{ mol}

karbon atomuna eşittir.

0,15\text{ mol}

bileşik

0,6\text{ mol}

karbon içeriyorsa,

1\text{ mol}

bileşikte

4\text{ mol}

karbon atomu vardır. Basit formül

\text{C}_2\text{H}_4\text{O}

olduğundan genişletme katsayısı

4 / 2 = 2

'dir. Molekül formülü

\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\text{ L}

hidrokarbon

0,25\text{ moldür}

. Oluşan

22\text{ g } \text{CO}_2

(

0,5\text{ mol}

) ve

13,5\text{ g } \text{H}_2\text{O}

(

0,75\text{ mol } \implies 1,5\text{ mol } \text{H}

) değerlerinden,

1\text{ mol}

hidrokarbonda

2\text{ mol } \text{C}

ve

6\text{ mol } \text{H}

bulunur. Molekül formülü

\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

Soru 3509Soru →

C(k) + H_2SO_4\text{(suda)} \rightarrow CO_2\text{(g)} + SO_2\text{(g)} + H_2O\text{(s)}

Yukarıda verilen redoks tepkimesi en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde, ürünlerde yer alan $H_2O\text{(s)}$ bileşiğinin katsayısı kaç olur?

1

2

3

4

5

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2

Cevap

Tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde suyun (

H_2O

) katsayısı 2 olur.

Tepkime en küçük tam sayılarla denkleştirildiğinde, karbon atomunun 4 elektron vermesi ve kükürt atomunun 2 elektron alması nedeniyle

H_2SO_4

ve

SO_2

bileşiklerinin katsayısı 2 olur. Girenlerdeki 4 hidrojen atomunu eşitlemek için ürünlerdeki suyun (

H_2O

) katsayısı da 2 olarak belirlenir. Bu durumda oksijen atomları da denkleşir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimedeki atomların yükseltgenme basamaklarını belirleme

C

atomunun yükseltgenme basamağı

0

'dan

+4

'e yükselmiş,

S

atomunun yükseltgenme basamağı ise

+6

'dan

+4

'e indirgenmiştir.

Redoks tepkimesinde elektron alışverişi gerçekleştiren atomları tespit etmek için yükseltgenme basamakları bulunur.

2

Alınan ve verilen elektron sayılarını eşitleme

C \rightarrow C^{+4} + 4e^-

(4 elektron verilir) ve

S^{+6} + 2e^- \rightarrow S^{+4}

(2 elektron alınır). Alınan ve verilen elektron sayılarını eşitlemek için indirgenme yarı tepkimesi 2 ile çarpıl��r. Böylece

H_2SO_4

ve

SO_2

bileşiklerinin katsayısı 2 olur.

Alınan ve verilen elektron sayıları eşit olmalıdır.

3

Hidrojen ve oksijen atomu sayılarını eşitleme

Girenler kısmındaki

2H_2SO_4

bileşiğinde toplam 4 hidrojen atomu bulunur. Ürünler kısmında da 4 hidrojen atomu olması için

H_2O

bileşiğinin katsayısı 2 yapılır. Oksijen atomları kontrol edildiğinde girenlerde 8, ürünlerde ise 8 oksijen atomu olduğu görülür. Tepkime denkleşmiştir:

C + 2H_2SO_4 \rightarrow CO_2 + 2SO_2 + 2H_2O

.

Kütlenin korunumu kanunu gereğince tepkimenin her iki yanındaki atom türü ve sayısının eşit olması gerekir.

Anahtar Kavram

Redoks Tepkimelerinin Denkleştirilmesi

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 3510Soru →

Bir kimyasal ya da fiziksel değişimin kapalı bir kapta ve sabit sıcaklıkta dengeye ulaşabilmesi için genellikle minimum enerjiye eğilim (minimum enerji yönü) ile maksimum düzensizliğe eğilim (maksimum düzensizlik yönü) birbirine zıt olmalıdır.

Buna göre, kapalı kaplarda sabit sıcaklıkta gerçekleşen;

I. \quad CO_2(g) \rightleftharpoons CO_2(suda) + \text{Isı}

II. \quad N_2(g) + 2O_2(g) + \text{Isı} \rightleftharpoons N_2O_4(g)

III. \quad CaCO_3(k) + \text{Isı} \rightleftharpoons CaO(k) + CO_2(g)

olaylarından hangilerinde minimum enerjiye eğilim ile maksimum düzensizliğe eğilim yönleri birbirine zıttır?

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

I ve III

II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve III

Cevap

I ve III öncüllerinde minimum enerji ve maksimum düzensizlik eğilimleri zıt yönlüdir.

I. öncüldeki gaz çözünmesi ekzotermik olup minimum enerji eğilimi ürünleri, maksimum düzensizlik ise girenleri desteklediği için eğilimler zıttır. III. öncüldeki katı ayrışması endotermik olup minimum enerji girenleri, ürünlerde gaz çıkışı olması nedeniyle maksimum düzensizlik ürünleri desteklediği için eğilimler zıttır. Bu nedenle her iki olayda da eğilimler birbirine zıttır.

Adım Adım Çözüm

1

I. öncüldeki fiziksel çözünme olayı analiz edilir.

Karbondioksit gazın��n suda çözünmesi ekzotermiktir (

CO_2(g) \rightleftharpoons CO_2(suda) + \text{Isı}

). Isı ürünler tarafında olduğundan minimum enerji eğilimi ürünler (sağ) yönündedir. Gaz fazından sulu çözelti fazına geçildiğinde düzensizlik azaldığından maksimum düzensizlik eğilimi girenler (sol) yönündedir. Eğilimler zıt yönlüdür.

Birinci öncüldeki denge eğilimlerinin yönünü belirlemek için.

2

II. öncüldeki kimyasal sentez tepkimesi analiz edilir.

Tepkime endotermiktir (

N_2(g) + 2O_2(g) + \text{Isı} \rightleftharpoons N_2O_4(g)

). Isı girenler tarafında olduğundan minimum enerji eğilimi girenler (sol) yönündedir. Girenlerde 3 mol gaz, ürünlerde ise 1 mol gaz olduğundan girenler tarafı daha düzensizdir. Dolayısıyla maksimum düzensizlik eğilimi girenler (sol) yönündedir. Her iki eğilim de girenler yönünde olduğu için zıt yönlü değildir.

İkinci öncüldeki denge eğilimlerinin yönünü belirlemek için.

3

III. öncüldeki kimyasal ayrışma tepkimesi analiz edilir.

Kalsiyum karbonatın ayrışması endotermiktir (

CaCO_3(k) + \text{Isı} \rightleftharpoons CaO(k) + CO_2(g)

). Isı girenler tarafında olduğundan minimum enerji eğilimi girenler (sol) yönündedir. Girenlerde yalnızca katı bulunurken ürünlerde gaz fazında madde oluştuğundan maksimum düzensizlik eğilimi ürünler (sağ) yönündedir. Eğilimler zıt yönlüdür.

Üçüncü öncüldeki denge eğilimlerinin yönünü belirlemek için.

4

Eğilimlerin zıt yönlü olduğu öncüller bir araya getirilir.

I ve III öncüllerinde eğilimler zıt yönlü olarak tespit edilir.

Doğru seçeneğe ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Denge Şartları, Maksimum Düzensizlik ve Minimum Enerji Eğilimleri

Soru 3511Soru →

Standart şartlarda ( $25\text{ }^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) elementlerin en kararlı allotroplarının standart molar oluşum entalpileri sıfır kabul edilir. Karbon elementinin standart koşullardaki en kararlı allotropu grafik iken, elmas allotropu oda koşullarında kararsızdır ve grafiğe dönüşümü oldukça yavaştır.

Aşağıdaki tabloda bazı maddelerin standart molar oluşum entalpi ( $\Delta H_{\text{f}}^\circ$ ) değerleri verilmiştir:

Madde	$\Delta H_{\text{f}}^\circ$ ( $\text{kJ/mol}$ )
$\text{CO}_2(g)$	$-394$
$\text{CO}(g)$	$-110$
$\text{C}(\text{elmas})$	$+2$

Buna göre, standart koşullarda gerçekleşen,

\text{C}(\text{elmas}) + \text{CO}_2(g) \rightarrow 2\text{CO}(g)

tepkimesinin standart entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ) kaç $\text{kJ}$ 'dir?

+176

+174

+172

-172

-174

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $+172$

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi +172 kJ'dir.

Tepkimenin standart entalpi değişimi hesaplanırken ürünlerin standart molar oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart molar oluşum entalpileri toplamı çıkarılır. Elmas, karbon elementinin oda koşullarında en kararlı allotropu olmadığı için standart oluşum entalpisi sıfırdan farklıdır ve hesaplamada

+2\text{ kJ/mol}

olarak hesaba katılmalıdır. Formül uygulandığında

\Delta H^\circ = [2 \times (-110)] - [(+2) + (-394)] = +172\text{ kJ}

sonucu elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye katılan tüm maddelerin standart molar oluşum entalpi değerlerini belirlemek.

\Delta H_{\text{f}}^\circ[\text{CO}_2(g)] = -394\text{ kJ/mol}

,

\Delta H_{\text{f}}^\circ[\text{CO}(g)] = -110\text{ kJ/mol}

ve

\Delta H_{\text{f}}^\circ[\text{C}(\text{elmas})] = +2\text{ kJ/mol}

olarak belirlenir. Karbonun en kararlı allotropu grafik olduğundan elmasın oluşum entalpisi sıfır değildir.

Entalpi hesaplamasında kullanılacak değerlerin tespiti ve standart allotrop kavramının uygulanması gerekir.

2

Standart tepkime entalpisi formülünü yazmak ve değerleri yerine yerleştirmek.

\Delta H^\circ = \Sigma n\Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{ürünler}) - \Sigma m\Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{girenler})

\Delta H^\circ = [2 \times \Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{CO}(g))] - [\Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{C}(\text{elmas})) + \Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{CO}_2(g))]

Molar oluşum entalpilerinden tepkime entalpisi hesabı ürünler ile girenlerin entalpileri farkına dayanır.

3

Matematiksel işlemleri tamamlayarak net entalpi değişimini bulmak.

\Delta H^\circ = [2 \times (-110)] - [(+2) + (-394)]

\Delta H^\circ = -220 - (-392)

\Delta H^\circ = -220 + 392 = +172\text{ kJ}

Toplama ve katsayı işlemlerini dikkatle yürüterek tepkimenin standart entalpi değişimini hesaplamak.

Anahtar Kavram

Standart oluşum entalpisi tanımı ve bu değerler kullanılarak tepkime entalpisinin hesaplanması

Alternatif Yöntem

Alternatif olarak, standart oluşum tepkimeleri yazılarak Hess Yasası uygulanabilir:

1)

\text{C}(\text{grafik}) + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \quad \Delta H^\circ = -394\text{ kJ}

2)

\text{C}(\text{grafik}) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}(g) \quad \Delta H^\circ = -110\text{ kJ}

3)

\text{C}(\text{grafik}) \rightarrow \text{C}(\text{elmas}) \quad \Delta H^\circ = +2\text{ kJ}

Bu tepkimelerden

\text{C}(\text{elmas}) + \text{CO}_2(g) \rightarrow 2\text{CO}(g)

tepkimesini elde etmek için:
- 1. tepkime ters çevrilir (

\Delta H_a = +394\text{ kJ}

)
- 2. tepkime 2 ile çarpılır (

\Delta H_b = -220\text{ kJ}

)
- 3. tepkime ters çevrilir (

\Delta H_c = -2\text{ kJ}

)

Tepkimeler taraf tarafa toplandığında net tepkime elde edilir ve entalpi değişimleri toplanır:

\Delta H^\circ = +394 + (-220) + (-2) = +172\text{ kJ}

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 3512Soru →

Sabit hacimli kapalı bir kapta gerçekleşen,

\text{A}(g) + \text{B}(g) \rightleftharpoons \text{C}(g)

tepkimesinin farklı sıcaklıklardaki denge derişimleri aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Sıcaklık ( $^\circ\text{C}$ )	$[\text{A}]$ (M)	$[\text{B}]$ (M)	$[\text{C}]$ (M)
$25$	$0{}2$	$0{}2$	$0{}4$
$50$	$0{}4$	$0{}4$	$0{}2$

Buna göre, bu denge sistemi ile ilgili;

I. Tepkime ekzotermiktir (ısı veren).
II. Sıcaklık artırıldığında hem ileri hem de geri tepkime hızları artmıştır.
III. Sıcaklık düşürüldüğünde toplam molekül sayısı artar.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

I ve II

I ve III

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Tepkime ekzotermiktir ve sıcaklık artışı hem ileri hem de geri tepkime hızlarını artırır, bu nedenle 'I ve II' öncülleri doğrudur.

Verilen derişim değerleriyle hesaplanan denge sabitleri (

25^\circ\text{C}

'de

K_c = 10

,

50^\circ\text{C}

'de

K_c = 1{}25

) sıcaklık artışıyla

K_c

'nin küçüldüğünü gösterir. Bu durum tepkimenin ekzotermik olduğunu kanıtlar. Sıcaklık artışı hem ileri hem de geri tepkime hızını her zaman artırır. Dolayısıyla 'I ve II' öncülleri doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1

Verilen iki farklı sıcaklık için denge sabiti (

K_c

) değerlerini hesaplayınız.

25^\circ\text{C}

'de

K_{c1} = \frac{[\text{C}]}{[\text{A}][\text{B}]} = \frac{0{}4}{0{}2 \times 0{}2} = 10

olur.

50^\circ\text{C}

'de

K_{c2} = \frac{[\text{C}]}{[\text{A}][\text{B}]} = \frac{0{}2}{0{}4 \times 0{}4} = 1{}25

olur.

Sıcaklığın denge sabitine etkisini görerek tepkimenin entalpi işaretini belirlemek.

2

Sıcaklık artışı ile

K_c

arasındaki ilişkiyi kullanarak tepkimenin ısı yönünü belirleyiniz.

Sıcaklık arttığında (

25^\circ\text{C} \rightarrow 50^\circ\text{C}

) denge sabiti küçülmüştür (

10 \rightarrow 1{}25

). Bu durum tepkimenin ekzotermik (ısı veren) olduğunu gösterir. I. öncül doğrudur.

Le Chatelier ilkesine göre ekzotermik tepkimelerde sıcaklık artışı dengeyi girenler lehine kaydırarak denge sabitini küçültür.

3

Sıcaklık artışının ileri ve geri tepkime hızlarına etkisini değerlendiriniz.

Sıcaklık artışı hem ileri hem de geri tepkime hızını artırır. II. öncül doğrudur.

Sıcaklık artışı, tepkime endotermik veya ekzotermik olsun, taneciklerin kinetik enerjisini ve etkin çarpışma sayısını artırarak hız sabitlerini ve hızları her zaman artırır.

4

Sıcaklığın düşürülmesinin denge yönüne ve toplam molekül sayısına etkisini belirleyiniz.

Sıcaklık düşürüldüğünde denge ürünler tarafına kayar. Girenlerde 2 mol gaz, ürünlerde 1 mol gaz bulunduğundan denge ürünlere kaydıkça toplam molekül sayısı azalır. III. öncül yanlıştır.

Ekzotermik tepkimelerde sıcaklığın düşürülmesi sistemi ısı açığa çıkaracak yöne (ürünler yönüne) kaydırır.

Anahtar Kavram

Sıcaklık değişiminin denge sabitine (

K_c

), tepkime hızlarına ve denge yönüne etkisi Le Chatelier ilkesi çerçevesinde açıklanır.

Soru 3513Soru →

Aşağıda bazı metallerin standart yükseltgenme yarı tepkimeleri ve standart yükseltgenme potansiyelleri ( $E^\circ$ ) verilmiştir:

* $Al(k) \rightarrow Al^{3+}(suda) + 3e^- \quad E^\circ = +1,66\text{ V}$
* $Fe(k) \rightarrow Fe^{2+}(suda) + 2e^- \quad E^\circ = +0,44\text{ V}$
* $Ag(k) \rightarrow Ag^{+}(suda) + e^- \quad E^\circ = -0,80\text{ V}$

Buna göre; bu metalleri metalik aktifliklerine (elektron verme eğilimlerine) göre en aktif olandan en az aktif olana doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Metallerin aktifliklerine göre en aktiften en az aktif olana doğru sıralaması Alüminyum (Al), Demir (Fe), Gümüş (Ag) şeklindedir.

Metalik aktiflik, bir metalin elektron vererek yükseltgenme eğiliminin bir ölçüsüdür. Standart yükseltgenme potansiyeli (

E^\circ

) değeri ne kadar büyükse, metalin elektron verme eğilimi ve dolayısıyla metalik aktifliği o kadar fazladır. Verilen değerler karşılaştırıldığında en büyük potansiyele sahip olan alüminyum (

+1,66\text{ V}

) en aktif, en küçük potansiyele sahip olan gümüş (

-0,80\text{ V}

) ise en az aktif metaldir. Bu durum sıralamayı alüminyum, demir ve gümüş şeklinde yapar.

Adım Adım Çözüm

1

Metallerin aktiflik tanımını hatırlayınız.

Metaller için aktiflik, elektron verme (yükseltgenme) eğiliminin bir ölçüsüdür.

Hangi potansiyel türünün karşılaştır��lacağını belirlemek için bu bilgi gereklidir.

2

Verilen yarı tepkimelerin türünü ve potansiyel değerlerini inceleyiniz.

Verilen tüm tepkimeler yükseltgenme yarı tepkimesidir ve potansiyeller yükseltgenme potansiyelleridir (

E^\circ_{yükseltgenme}

).

Değerlerin doğrudan karşılaştırılıp karşılaştırılamayacağını doğrulamak için tepkime yönleri kontrol edilir.

3

Yükseltgenme potansiyellerini büyüklüklerine göre sıralayınız.

+1,66\text{ V} > +0,44\text{ V} > -0,80\text{ V}

olduğundan aktiflik sırası

Al > Fe > Ag

olur.

Yükseltgenme potansiyeli ne kadar büyükse metal o kadar aktiftir.

Anahtar Kavram

Metalik aktiflik, metallerin elektron verme (yükseltgenme) eğilimi ile doğrudan ilişkilidir ve standart yükseltgenme potansiyeli büyük olan metal daha aktiftir.

Soru 3514Soru →

Aşağıdaki tabloda bazı standart tepkimeler ve bu tepkimelere ait entalpi değişimleri verilmiştir:

Tepkime	Entalpi Değişimi ( $\Delta H$ )
$C_6H_6(s) + \frac{15}{2}O_2(g) \rightarrow 6CO_2(g) + 3H_2O(s)$	$\Delta H_1 = -3268\text{ kJ}$
$C_2H_2(g) + \frac{5}{2}O_2(g) \rightarrow 2CO_2(g) + H_2O(g)$	$\Delta H_2 = -1256\text{ kJ}$
$H_2O(s) \rightarrow H_2O(g)$	$\Delta H_3 = +44\text{ kJ}$

Buna göre, standart koşullarda gerçekleştirilen trimerleşme tepkimesinde normal koşullar altında (NK) $13.44\text{ L}$ hacim kaplayan $C_2H_2(g)$ gazı tamamen $C_6H_6(s)$ sıvısına dönüştüğünde açığa çıkan ısı kaç $\text{kJ}$ 'dür?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 126.4

Cevap

Standart koşullardaki trimerleşme tepkimesinde normal koşullarda 13.44 L hacim kaplayan asetilen gazının tamamen benzene dönüşmesi sürecinde açığa çıkan toplam ısı 126.4 kJ'dür.

Trimerleşme tepkimesinin entalpisi Hess Yasası kullanılarak ara basamakların uygun katsayılarla çarpılıp toplanması sonucu

-632\text{ kJ}

olarak bulunur. Normal koşullarda

13.44\text{ L}

hacim kaplayan

C_2H_2

gazı

0.6\text{ mol}

'e karşılık gelir. Tepkime denklemine göre

3\text{ mol}

C_2H_2

tepkimeye girdiğinde

632\text{ kJ}

ısı açığa çıktığından,

0.6\text{ mol}

gaz tepkimeye girdiğinde bunun

0.2

katı kadar, yani

126.4\text{ kJ}

ısı açığa çıkar.

Adım Adım Çözüm

1

Hess Yasası kullanılarak trimerleşme tepkimesinin entalpi değişiminin bulunması

\Delta H_{\text{tepkime}} = -632\text{ kJ}

Verilen ara basamak tepkimeleri düzenlenerek hedef tepkime olan

3C_2H_2(g) \rightarrow C_6H_6(s)

elde edilir. Bunun için ikinci tepkime 3 ile çarpılır, birinci tepkime ters çevrilir, üçüncü tepkime ters çevrilip 3 ile çarpılır ve entalpi değerleri toplanır:

\Delta H = 3(-1256) + 3268 - 3(44) = -632\text{ kJ}

.

2

Normal koşullarda tepkimeye giren

C_2H_2(g)

gazının mol sayısının hesaplanması

n(C_2H_2) = 0.6\text{ mol}

Normal koşullar altında (NK) ideal bir gazın 1 molü 22.4 L hacim kaplar.

n = \frac{V}{22.4} = \frac{13.44}{22.4} = 0.6\text{ mol}

hesabı ile mol sayısı belirlenir.

3

0.6 mol asetilen gazının tepkimesi sonucu açığa çıkan ısının hesaplanması

Q = 126.4\text{ kJ}

Hedef tepkimenin katsayılarına göre

3\text{ mol}

C_2H_2

harcandığında açığa çıkan ısı

632\text{ kJ}

'dür. Doğru orantı kurularak

0.6\text{ mol}

C_2H_2

harcandığında açığa çıkan ısı

Q = \frac{0.6}{3} \times 632 = 126.4\text{ kJ}

olarak hesaplanır.

Anahtar Kavram

Hess Yasası ve entalpi değişimlerinin toplanabilirliği ilkesi ile kimyasal reaksiyonlarda stokiyometrik ısı hesabı.

Soru 3515Soru →

$2\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı bir kaba belirli bir sıcaklıkta $1,5\text{ mol } CaCO_3(k)$ maddesi konuluyor. Tepkime aynı sıcaklıkta,

CaCO_3(k) \rightleftharpoons CaO(k) + CO_2(g)

denklemine göre dengeye ulaştığında kapta $0,5\text{ mol } CO_2(g)$ bulunduğu belirleniyor.

Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) aşağıdakilerden hangisidir?

0,125

0,25

0,5

2,0

4,0

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0,25

Cevap

Denge sabiti değeri 0,25'tir.

Tepkimede yer alan maddelerden

CaCO_3

ve

CaO

katı fazda,

CO_2

ise gaz fazındadır. Heterojen denge bağıntısına katılar yazılmadığından denge bağıntısı

K_c = [CO_2]

şeklindedir. Dengedeki

CO_2

gazının derişimi

[CO_2] = 0,5\text{ mol} / 2\text{ L} = 0,25\text{ M}

olduğundan, denge sabiti değeri 0,25 olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime denklemine göre denge bağıntısı yazılır.

K_c = [CO_2]

Heterojen denge tepkimelerinde katı fazdaki maddeler (

CaCO_3(k)

ve

CaO(k)

) derişimleri sabit kabul edildiğinden denge bağıntısında yer almazlar.

2

Dengedeki

CO_2(g)

maddesinin molar derişimi hesaplanır.

[CO_2] = \frac{n}{V} = \frac{0,5\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0,25\text{ M}

Denge bağıntısında maddelerin mol sayıları yerine molar derişimleri (

mol/L

) kullanılmalıdır.

3

Bulunan derişim değeri denge bağıntısında yerine yazılarak

K_c

hesaplanır.

K_c = 0,25

K_c

bağıntısı doğrudan

CO_2

gazının molar derişimine eşittir.

Anahtar Kavram

Denge Sabiti (Kc) Hesaplamaları

Soru 3516Soru →

Basit formülü $CH_2$ olan bir organik bileşiğin molekül kütlesi $56\text{ g/mol}$ olarak ölçülmüştür.

Buna göre, bu bileşiğin molekül formülü aşağıdakilerden hangisidir?
$(\text{C: } 12\text{ g/mol}, \text{ H: } 1\text{ g/mol})$

C_2H_4

C_3H_6

C_4H_8

C_4H_{10}

C_5H_{10}

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $C_4H_8$

Cevap

Molekül formülü

C_4H_8

olan seçenektir.

Bileşiğin basit formülü olan

CH_2

ifadesinin mol kütlesi

14\text{ g/mol}

'dür. Gerçek molekül kütlesi olan

56\text{ g/mol}

değeri basit formül kütlesine bölündüğünde (

56 / 14 = 4

) genişletme katsayısı

4

olarak bulunur. Basit formüldeki atom sayıları bu katsayı ile çarpıldığında molekül formülü

C_4H_8

olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Basit formül olan

CH_2

ünitesinin formül kütlesini hesaplayın.

M_{\text{basit}} = 12 + 2 \times 1 = 14\text{ g/mol}

Molekül formülünün kaç kat genişletildiğini bulmak için önce en sade birimin kütlesini bilmeliyiz.

2

Molekül kütlesini, basit formülün kütlesine bölerek genişletme katsayısını (

k

) hesaplayın.

k = \frac{56}{14} = 4

Bileşiğin molekül kütlesi, basit formül kütlesinin tam sayı katına eşittir.

3

Basit formüldeki her bir atomun sayısını genişletme katsayısı olan

4

ile çarpın.

(CH_2)_4 \Rightarrow C_4H_8

Molekül formülü, basit formülün genişletilmiş halidir.

Anahtar Kavram

Basit formül kütlesi ile molekül kütlesi arasındaki oran, basit formülü molekül formülüne dönüştüren katsayıyı verir.

Soru 3517Soru →

273 °C sıcaklıkta, 22,4 litrelik sabit hacimli kapalı bir kapta 1,6 mol $N_2O_4(g)$ gazı bulunmaktadır. Sabit sıcaklıkta sistem,

N_2O_4(g) \rightleftharpoons 2NO_2(g)

tepkimesine göre dengeye ulaştığında kaptaki toplam basınç 4 atm olarak ölçülmektedir.

Buna göre, bu denge tepkimesiyle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

(R = 22,4/273 L·atm/(mol·K) alınız.)

Derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

) değeri

\frac{1}{42}

'dir.

Kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (

K_p

) değeri

\frac{8}{15}

'tir.

Kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (

K_p

) değeri

\frac{1}{42}

'dir.

Kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (

K_p

) değeri

\frac{1}{1881,6}

'dır.

Derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

) değeri

\frac{1}{21}

'dir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) değeri $\frac{1}{42}$ 'dir.

Cevap

Derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

) değerinin

\frac{1}{42}

olduğunu belirten seçenek doğrudur.

Denge anındaki toplam mol sayısı ideal gaz denkleminden 2 mol olarak bulunur. Tepkime stokiyometrisine göre başlangıçtaki 1,6 mol

N_2O_4

'ün 0,4 molü ayrışarak dengede 1,2 mol

N_2O_4

ve 0,8 mol

NO_2

gazı oluşturur. Hacim 22,4 L olduğundan maddelerin denge derişimleri sırasıyla

\frac{3}{56}

M ve

\frac{1}{28}

M olur.

K_c = \frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]}

bağıntısından

K_c = \frac{1}{42}

olarak doğru hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Sıcaklığın Kelvin birimine dönüştürülmesi ve ideal gaz denklemi kullanılarak denge anındaki toplam gaz mol sayısının bulunması.

T = 273 + 273 = 546 \text{ K}

.

P \cdot V = n_{\text{top}} \cdot R \cdot T \implies 4 \cdot 22,4 = n_{\text{top}} \cdot \frac{22,4}{273} \cdot 546 \implies n_{\text{top}} = 2 \text{ mol}

.

Denge anındaki maddelerin miktarlarını belirleyebilmek için kaptaki toplam gaz mol sayısını bulmamız gerekir.

2

Tepkime stokiyometrisi kullanılarak dengedeki maddelerin mol sayılarının hesaplanması.

N_2O_4(g) \rightleftharpoons 2NO_2(g)

başlangıçta 1,6 mol

N_2O_4

varken

x

mol harcanırsa dengede

1,6 - x

mol

N_2O_4

ve

2x

mol

NO_2

olur. Toplam mol sayısı:

1,6 - x + 2x = 1,6 + x = 2 \implies x = 0,4 \text{ mol}

. Buradan dengede

1,2 \text{ mol } N_2O_4

ve

0,8 \text{ mol } NO_2

bulunur.

Denge sabiti hesaplamalarında kullanılacak dengedeki madde miktarlarını belirlemek.

3

Dengedeki maddelerin derişimlerinin (molarite) hesaplanması.

[N_2O_4] = \frac{1,2}{22,4} = \frac{3}{56} \text{ M}

ve

[NO_2] = \frac{0,8}{22,4} = \frac{1}{28} \text{ M}

.

Derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

) bağıntısında yer alan derişim değerlerini elde etmek.

4

K_c

bağıntısının yazılması ve değerlerin yerine konularak hesaplanması.

K_c = \frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]} = \frac{(\frac{1}{28})^2}{\frac{3}{56}} = \frac{1}{784} \cdot \frac{56}{3} = \frac{1}{42}

.

İstenen derişimler cinsinden denge sabitini bulmak.

5

K_p

değerinin kısmi basınçlar kullanılarak doğrulanması ve

K_p - K_c

ilişkisinin kontrol edilmesi.

P(N_2O_4) = \frac{1,2}{2} \cdot 4 = 2,4 \text{ atm}

,

P(NO_2) = \frac{0,8}{2} \cdot 4 = 1,6 \text{ atm}

.

K_p = \frac{1,6^2}{2,4} = \frac{16}{15} \text{ atm}

.

K_p = K_c(RT)^{\Delta n} \implies \frac{16}{15} = K_c \cdot (\frac{22,4}{273} \cdot 546)^1 = K_c \cdot 44,8 \implies K_c = \frac{16}{15 \cdot 44,8} = \frac{1}{42}

.

Hesaplamaların tutarlılığını ve

K_p - K_c

ilişkisini teyit etmek.

Anahtar Kavram

Kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (

K_p

) ile derişimler cinsinden denge sabiti (

K_c

) arasındaki ilişki

K_p = K_c(RT)^{\Delta n}

formülüyle kurulur. Burada

\Delta n

, gaz fazındaki ürünlerin katsayıları toplamından girenlerin katsayıları toplamının çıkarılmasıyla elde edilir.

Soru 3518Soru →

Kükürt elementinin oksijen gazı ile oluşturduğu bazı tepkimeler ve bu tepkimelerin standart entalpi değişimleri ( $\Delta H^\circ$ ) aşağıda verilmiştir:

Tepkime	$\Delta H^\circ$ (kJ)
$\text{S}(\text{k}) + \frac{3}{2}\text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{SO}_3(\text{g})$	$-396$
$\text{S}(\text{k}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{SO}_2(\text{g})$	$-296$

Buna göre, aynı koşullarda gerçekleşen;

\text{SO}_2(\text{g}) + \frac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{SO}_3(\text{g})

tepkimesinin standart entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ) kaç kJ'dir?

-692

-100

+100

+692

-50

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $-100$

Cevap

Standart entalpi değişimi

-100

kJ olarak hesaplanır.

Hedef tepkimedeki girenler ve ürünler göz önüne alındığında, ikinci tepkimenin ters çevrilerek (

\Delta H = +296

kJ) birinci tepkimeyle (

\Delta H = -396

kJ) toplanması gerekir. Bu işlemler sonucunda entalpi değişimi

-396 + 296 = -100

kJ olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Hedef tepkimeyi elde etmek için verilen ara basamak tepkimelerini düzenleyin.

İkinci tepkime ters çevrilir, birinci tepkime ise aynen bırakılır.

Hedef tepkimede

\text{SO}_2(\text{g})

maddesi girenler kısmında yer alırken,

\text{SO}_3(\text{g})

maddesi ürünler kısmında yer almaktadır.

2

Düzenlenen tepkimelerin entalpi değerlerini belirleyin.

Birinci tepkimenin entalpisi aynen kalır (

\Delta H_1 = -396

kJ). İkinci tepkime ters çevrildiği için entalpisinin işareti değişir (

\Delta H_2' = +296

kJ).

Hess Yasası'na göre bir tepkime ters çevrildiğinde entalpi değerinin işareti değişir.

3

Tepkimeleri ve entalpi değerlerini toplayarak hedef tepkimenin entalpi değişimini hesaplayın.

\Delta H^\circ = -396 + 296 = -100

kJ bulunur.

Hess Yasası uyarınca, basamak tepkimeleri toplandığında tepkimelerin entalpi değerleri de toplanır.

Anahtar Kavram

Hess Yasası'na göre basamaklı tepkimelerde net tepkimenin entalpi değişimi, basamak tepkimelerinin entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 3519Soru →

Demir disülfürün ( $FeS_2$ ) derişik nitrik asit ( $HNO_3$ ) çözeltisi ile tepkimesi sonucu demir(III) nitrat ( $Fe(NO_3)_3$ ), sülfürik asit ( $H_2SO_4$ ), azot monoksit ( $NO$ ) gazı ve su ( $H_2O$ ) oluşmaktadır.

Buna göre, tepkimede yer alan sol sütundaki kimyasal maddeleri, bu maddelerin tepkime sırasındaki rol ve özelliklerini belirten sağ sütundaki tanımlarla doğru şekilde eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Eşleştirmeler sırasıyla:

FeS_2

- Yapısındaki hem katyonun hem de anyonun yükseltgenmeye uğradığı indirgen maddedir;

HNO_3

- Hem yükseltgen olarak davranan hem de indirgenmeyen nitrat iyonları yoluyla tuz yapısına katılan maddedir;

H_2SO_4

- Kükürt atomlarının yükseltgenmesi sonucu oluşan yükseltgenme ürünüdür;

NO

- Azot atomlarının indirgenmesiyle oluşan indirgenme ürünüdür.

Doğru eşleştirmede:

FeS_2

bileşiği yapısındaki hem

Fe^{2+}

katyonunun hem de

S^-

anyonunun yükseltgendiği indirgen maddedir.

HNO_3

bileşiği hem azot atomlarının indirgenmesi nedeniyle yükseltgen olarak davranır hem de indirgenmeyen nitrat iyonları ile demir(III) nitrat tuzunu oluşturur.

H_2SO_4

bileşiği kükürt atomlarının yükseltgenmesi sonucu oluşan asidik özellikli yükseltgenme ürünüdür.

NO

gazı ise azot atomlarının indirgenmesiyle oluşan indirgenme ürünüdür.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye giren ve çıkan tüm atomların yükseltgenme basamaklarını belirleyin.

FeS_2

bileşiğinde demir

+2

(

Fe^{2+}

) ve kükürt

-1

(

S^{-1}

) yükseltgenme basamağındadır.

HNO_3

'te azot

+5

(

N^{5+}

) yükseltgenme basamağındadır. Ürünlerde ise

Fe(NO_3)_3

'teki demir

+3

(

Fe^{3+}

) ve azot

+5

(

N^{5+}

);

H_2SO_4

'teki kükürt

+6

(

S^{6+}

);

NO

gazındaki azot

+2

(

N^{2+}

) yükseltgenme basamağındadır.

Redoks tepkimesindeki indirgenen ve yükseltgenen türleri belirlemek i��in her elementin yükseltgenme basamağının bilinmesi gerekir.

2

Yükseltgenme ve indirgenme yarı tepkimelerindeki elektron alışverişini hesaplayın.

FeS_2

'deki yükseltgenme:

Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + 1e^-

(Demir için

1

elektron) ve

S_2^{2-} \rightarrow 2S^{6+} + 14e^-

(Kükürt için

14

elektron). Toplamda bir mol

FeS_2

bileşiği

15

elektron vermiştir (yükseltgenmiştir, indirgen maddedir).

HNO_3

'teki azotun indirgenmesi:

N^{5+} + 3e^- \rightarrow N^{2+}

(

3

elektron alınmıştır, yükseltgendir).

Alınan ve verilen elektron sayılarının eşitlenmesi, redoks tepkimesinin katsayılarının bulunması için temel adımdır.

3

Alınan ve verilen elektron sayılarını eşitleyerek tepkimeyi en küçük tam sayılarla denkleştirin.

Alınan ve verilen elektron sayısını

15

'te eşitlemek için indirgenme yarı tepkimesi (ve dolayısıyla

NO

bileşiği)

5

ile çarpılır.

FeS_2

katsayısı

1

olarak kalır. Buradan

Fe(NO_3)_3

katsayısı

1

,

H_2SO_4

katsayısı

2

ve

NO

katsayısı

5

olur. Ürünlerdeki toplam azot (

N

) sayısı

3

(tuzdan)

+ 5

(

NO

'dan) =

8

olduğundan, girenlerdeki

HNO_3

katsayısı

8

olur. Son olarak hidrojen denkliği için

H_2O

katsayısı

2

bulunur. Tepkime denklemi:

FeS_2 + 8HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + 2H_2SO_4 + 5NO + 2H_2O

şeklinde denkleşir.

Katsayıların doğru tespiti, maddelerin tepkimedeki rollerini ve miktarlarını nicel olarak doğrulamamızı sağlar.

4

Maddelerin kimyasal rollerini tanımlarla eşleştirin.

FeS_2

hem demir hem kükürt yükseltgendiği için indirgendir (Eşleşme: Yapısındaki hem katyonun hem de anyonun yükseltgenmeye uğradığı indirgen maddedir).

HNO_3

azot atomlarının bir kısmı indirgendiği için yükseltgendir, kalan kısmı ise tuzu oluşturur (Eşleşme: Hem yükseltgen hem de indirgenmeyen nitrat iyonları yoluyla tuz yapısına katılan madde).

H_2SO_4

kükürdün yükseltgenme ürünüdür (Eşleşme: Kükürt atomlarının yükseltgenmesi sonucu oluşan yükseltgenme ürünü).

NO

ise azotun indirgenme ürünüdür (Eşleşme: Azot atomlarının indirgenmesiyle oluşan indirgenme ürünü).

Her bir kimyasal türün redoks sürecindeki işlevinin tam olarak tanımlanması hedeflenmektedir.

Anahtar Kavram

Redoks tepkimelerinde elementlerin yükseltgenme basamaklarının bulunması, alınan/verilen elektron sayılarının hesaplanması ve türlerin yükseltgen/indirgen özelliklerinin belirlenmesi.

Tahmini Süre:3m 0s

Soru 3520Soru →

Bir kimyasal tepkimenin ileri aktifleşme enerjisi ( $E_{a_g}$ ) $115\text{ kJ}$ ve geri aktifleşme enerjisi ( $E_{a_i}$ ) $45\text{ kJ}$ olarak ölçülmüştür. Buna göre, bu tepkimenin entalpi değişimi ( $\Delta H$ ) kaç $\text{ kJ}$ 'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 70

Cevap

Tepkimenin entalpi değişimi

70\text{ kJ}

'dir.

Tepkime entalpisi (

\Delta H

) formülü

\Delta H = E_{a_g} - E_{a_i}

şeklindedir. Verilen ileri aktifleşme enerjisi (

115\text{ kJ}

) değerinden geri aktifleşme enerjisi (

45\text{ kJ}

) değeri çıkarıldığında

\Delta H = 115 - 45 = 70\text{ kJ}

sonucu elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime entalpisi ile aktifleşme enerjileri arasındaki ilişkiyi kurmak

\Delta H = E_{a_g} - E_{a_i}

Bir kimyasal tepkimenin entalpi değişimi, ileri aktifleşme enerjisi ile geri aktifleşme enerjisi arasındaki farka eşittir.

2

Verilen sayısal değerleri yerine yazarak çıkarma işlemini tamamlamak

\Delta H = 115 - 45 = 70\text{ kJ}

Tepkimenin net entalpi değişim değerini elde etmek.

Anahtar Kavram

Tepkime entalpisi (

\Delta H

), ileri aktifleşme enerjisi ile geri aktifleşme enerjisinin farkı alınarak hesaplan��r.

Tahmini Süre:1m 0s

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Alternatif Yöntem

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm