Tüm alıştırma soruları

Soru 761Soru →

Bir laboratuvar çalışmasında, hacimce $\%35$ etil alkol içeren $400\text{ mL}$ etil alkol-su karışımı hazırlanmıştır. Bu karışıma aynı sıcaklıkta bir miktar saf su eklenerek hacimce etil alkol derişiminin $\%20$ olması istenmektedir. Buna göre, hedeflenen derişime ulaşmak için başlangıçtaki karışıma ilave edilmesi gereken saf su hacmi kaç $\text{mL}$ 'dir? (Karışım hazırlanırken hacim kaybı olmadığı varsayılacaktır.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 300

Cevap

Başlangıçtaki karışıma ilave edilmesi gereken saf su hacmi 300 mL'dir.

Çözeltideki etil alkol hacmi

400 \text{ mL} \times 0,35 = 140 \text{ mL}

olarak sabit kalır. Son hacimce yüzdenin

\%20

olması istendiğine göre,

140 / V_{\text{son}} = 0,20

bağıntısından son çözelti hacmi

700 \text{ mL}

olmalıdır. Başlangıçta

400 \text{ mL}

çözelti bulunduğundan eklenmesi gereken saf su hacmi

700 - 400 = 300 \text{ mL}

olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Başlangıç çözeltisindeki çözünmüş alkol hacmini bulma

V_{\text{alkol}} = 140 \text{ mL}

Hacimce

\%35

etil alkol içeren

400 \text{ mL}

çözeltideki net alkol miktarını belirlemek için.

2

Derişim

\%20

olduğunda oluşacak toplam çözelti hacmini hesaplama

V_{\text{son}} = 700 \text{ mL}

Saf su eklendiğinde çözünen etil alkol hacmi değişmeyeceğinden,

140 \text{ mL}

alkolün

\%20

'lik oran oluşturduğu toplam hacmi belirlemek için.

3

Eklenen saf su hacmini hesaplama

V_{\text{su}} = 300 \text{ mL}

Son çözelti hacmi ile başlangıçtaki çözelti hacmi arasındaki fark eklenen saf suya eşit olduğundan.

Anahtar Kavram

Hacimce yüzde derişim ve çözeltilerin seyreltilmesi

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 762Soru →

Belirli bir sıcaklıkta, $5\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı boş bir kaba $1,5\text{ mol } O_2(g)$ gazı ve yeterli miktarda $C(k)$ katısı konuluyor. Sistem aynı sıcaklıkta,

2C(k) + O_2(g) \rightleftharpoons 2CO(g)

denklemine göre dengeye ulaştığında kaptaki toplam gaz mol sayısı $2,5\text{ mol}$ olarak ölçülüyor. Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1.6

Cevap

Tepkimenin aynı sıcaklıktaki denge sabiti (Kc) değeri 1,6'dır.

Denge bağıntısı doğru kurulup, hacim etkisi dikkate alındığında Kc değeri 1,6 olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol ilişkisini kurmak.

Dengedeki gazların toplam mol sayısı 1,5 + x olarak ifade edilir.

Denge anındaki gazların mol sayılarını belirlemek.

2

Toplam gaz mol sayısından x değerini çözmek.

x = 1,0 mol bulunur.

Denge anındaki net mol değerlerini hesaplamak.

3

Gazların denge derişimlerini (molarite) hesaplamak.

[O2] = 0,1 M ve [CO] = 0,4 M olarak bulunur.

Denge bağıntısında derişimlerin kullanılması gerektiği için hacme bölme işlemi yapılır.

4

Denge bağıntısını yazıp derişimleri yerine koymak.

Kc = 1,6 elde edilir.

Katı haldeki karbon denge bağıntısına yazılmaz ve CO'nun katsayısı üs olarak alınır.

Anahtar Kavram

Heterojen kimyasal dengelerde katıların denge bağıntısına yazılmaması ve Kc hesaplanırken hacmin derişim üzerindeki etkisi.

Soru 763Soru →

Standart koşullarda gerçekleşen bazı tepkimeler ve bu tepkimelerin standart entalpi değişimleri ( $\Delta H^\circ$ ) aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Tepkime	Standart Entalpi Değişimi ( $\Delta H^\circ$ )
$N_2H_4(\text{g}) + O_2(\text{g}) \rightarrow N_2(\text{g}) + 2H_2O(\text{g})$	$-534 \text{ kJ}$
$H_2(\text{g}) + O_2(\text{g}) \rightarrow H_2O_2(\text{g})$	$-188 \text{ kJ}$
$2H_2(\text{g}) + O_2(\text{g}) \rightarrow 2H_2O(\text{g})$	$-484 \text{ kJ}$

Buna göre, aynı koşullarda gerçekleşen;

N_2H_4(\text{g}) + 2H_2O_2(\text{g}) \rightarrow N_2(\text{g}) + 4H_2O(\text{g})

tepkimesinin standart entalpi değişimi kaç

\text{kJ}

'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -642

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi

-642 \text{ kJ}

'dir.

Tepkime entalpisi Hess Yasası kuralları uygulanarak doğru adımlarla hesaplanmıştır. Hedef tepkimeyi elde etmek için I. tepkime aynen alınır, II. tepkime ters çevrilip 2 ile çarpılır, III. tepkime ise aynen alınır. Bu işlemler sırasıyla entalpi değerlerine uygulanıp toplandığında net tepkime entalpisi

-642 \text{ kJ}

olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Hedef tepkime ile verilen ara basamak tepkimeleri arasındaki ilişkileri belirlemek.

I. tepkimenin aynen alınması, II. tepkimenin ters çevrilip 2 ile çarpılması ve III. tepkimenin aynen alınması gerektiği belirlenir.

Hedef tepkimedeki

N_2H_4(\text{g})

girenler tarafında 1 katsayısıyla yer aldığı için I. tepkime aynen kalmalıdır.

H_2O_2(\text{g})

girenler tarafında 2 katsayısıyla yer aldığı için ürünlerde yer alan II. tepkime ters çevrilmeli ve 2 ile çarpılmalıdır. Ara basamaklardaki

H_2(\text{g})

gazını yok etmek için girenlerde

2\text{ mol } H_2

bulunan III. tepkime aynen eklenmelidir.

2

Belirlenen işlemleri tepkimelerin entalpi değişimlerine (

\Delta H^\circ

) uygulamak.

Yeni entalpi değerleri:

\Delta H_1' = -534 \text{ kJ}

,

\Delta H_2' = +376 \text{ kJ}

,

\Delta H_3' = -484 \text{ kJ}

olur.

Hess Yasası'na göre bir tepkime ters çevrildiğinde

\Delta H

işareti değişir, bir katsayıyla çarpıldığında ise

\Delta H

de aynı katsayıyla çarpılır.

3

Elde edilen entalpi değişimlerini toplayarak net tepkime entalpisini bulmak.

\Delta H^\circ_{\text{net}} = -534 + 376 - 484 = -642 \text{ kJ}

.

Hess Yasası uyarınca, basamak tepkimelerinin toplamı net tepkimeyi veriyorsa, bu basamakların entalpi değişimlerinin toplamı da net tepkimenin entalpi değişimine eşit olur.

Anahtar Kavram

Hess Yasası ve Tepkime Entalpilerinin Toplanabilirliği

Soru 764Soru →

İnert elektrotlar kullanılarak $K_2SO_4$ sulu çözeltisi $9,65\text{ amper}$ lik sabit bir akımla $4000\text{ saniye}$ süresince elektroliz ediliyor. Buna göre, elektroliz süresince anotta açığa çıkan gazın normal koşullardaki (NK) hacmi kaç litredir? ( $1\text{ F} = 96500\text{ C/mol } e^-$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2.24

Cevap

Elektroliz işlemi sonucunda anotta açığa çıkan oksijen gazının normal koşullardaki hacmi 2,24 litredir.

Elektroliz devresinden geçen yük miktarı hesaplanıp, anotta gerçekleşen suyun yükseltgenmesi yarı tepkimesi kullanılarak oluşan oksijen gazının mol sayısı ve normal koşullardaki hacmi bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Devreden geçen toplam elektrik yükü miktarını Coulomb cinsinden hesaplamak.

Q = I \times t = 9,65 \times 4000 = 38600\text{ C}

Faraday kanunlarına göre devreden geçen elektronun mol sayısını bulmak için öncelikle toplam yük miktarı bilinmelidir.

2

Devreden geçen elektronun mol sayısını hesaplamak.

n(e^-) = \frac{38600}{96500} = 0,4\text{ mol}

1\text{ mol}

elektronun yükü

96500\text{ C}

olduğundan, devreden geçen toplam yük bu değere bölünerek elektronun mol sayıs�� bulunur.

3

Anotta gerçekleşen yükseltgenme tepkimesini yazmak ve açığa çıkan gazın türünü belirlemek.

Anotta su yükseltgenir ve

O_2

gazı açığa çıkar:

2H_2O(l) \rightarrow O_2(g) + 4H^+(aq) + 4e^-

Sulu çözeltideki anyonlardan

OH^-

(sudan gelen) iyonunun yükseltgenme eğilimi

SO_4^{2-}

iyonundan daha yüksek olduğu için anotta su yükseltgenir.

4

Açığa çıkan

O_2

gazının mol sayısını bulmak.

n(O_2) = \frac{0,4}{4} = 0,1\text{ mol}

Tepkime katsayılarına göre

4\text{ mol}

elektrona karşılık

1\text{ mol } O_2

gazı oluşur.

5

Oluşan gazın normal koşullardaki hacmini hesaplamak.

V = 0,1 \times 22,4 = 2,24\text{ L}

Normal koşullarda

1\text{ mol}

ideal gaz

22,4\text{ L}

hacim kaplar.

Anahtar Kavram

Sulu çözeltilerin elektrolizinde elektrotlarda öncelikle açığa çıkacak maddelerin belirlenmesi ve Faraday Kanunları kullanılarak nicel hesaplamaların yapılması.

Soru 765Soru →

Belirli bir sıcaklıkta $108\text{ g}$ saf su içeren bir kaba $55,5\text{ g}$ kalsiyum klorür ( $CaCl_2$ ) tuzu eklenip tamamen çözünmesi sağlanarak uçucu olmayan bileşeni bulunan sulu bir çözelti hazırlanıyor. Hazırlanan bu çözeltinin aynı sıcaklıktaki buhar basıncının, saf suyun buhar basıncına göre $9\text{ mmHg}$ daha düşük olduğu tespit ediliyor. Buna göre, aynı sıcaklıkta saf suyun buhar basıncı kaç $\text{mmHg}$ 'dir? (Suyun tamamen buharlaşmadığı ve kalsiyum klorürün suda tamamen iyonlarına ayrışarak çözündüğü varsayılacakt��r. $H_2O = 18\text{ g/mol}$ , $CaCl_2 = 111\text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 45

Cevap

Aynı sıcaklıkta saf suyun buhar basıncı

45\text{ mmHg}

'dir.

Çözeltideki suyun mol sayısı

6\text{ mol}

, çözünen

CaCl_2

tuzunun iyonlaşması sonucu oluşan taneciklerin toplam mol sayısı ise

1,5\text{ mol}

'dür. Çözünen taneciklerin mol kesri

1,5 / 7,5 = 0,2

olarak hesaplanır. Raoult Yasası'na göre buhar basıncındaki düşüş miktarı

\Delta P = P_{\text{su}}^\circ \times X_{\text{tanecik}}

formülüyle hesaplanır. Buradan

9 = P_{\text{su}}^\circ \times 0,2

eşitliğinden saf suyun buhar basıncı

45\text{ mmHg}

bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Suyun mol sayısının belirlenmesi

n_{\text{su}} = 6\text{ mol}

Çözücünün mol sayısını bilmek, çözeltideki toplam mol sayısını ve mol kesrini hesaplamak için gereklidir.

2

Kalsiyum klorürün (

CaCl_2

) mol sayısının hesaplanması

n_{CaCl_2} = 0,5\text{ mol}

Çözünen maddenin miktarını mol cinsinden ifade etmek için kütle mol kütlesine bölünür.

3

Çözeltideki toplam tanecik (iyon) mol sayısının hesaplanması

n_{\text{tanecik}} = 1,5\text{ mol}

CaCl_2

tuzu suda

Ca^{2+}

ve

2Cl^-

iyonlarına ayrışır. Toplam iyon sayısı hesaplanırken mol sayısı etki faktörü olan

3

ile çarpılır.

4

Çözünen taneciklerin mol kesrinin (

X_{\text{tanecik}}

) hesaplanması

X_{\text{tanecik}} = 0,2

Buhar basıncındaki düşüş miktarı çözünen taneciklerin mol kesri ile doğru orantılıdır:

X_{\text{tanecik}} = n_{\text{tanecik}} / (n_{\text{su}} + n_{\text{tanecik}})

.

5

Raoult Yasası kullanılarak saf suyun buhar basıncının (

P_{\text{su}}^\circ

) hesaplanması

P_{\text{su}}^\circ = 45\text{ mmHg}

Buhar basıncı düşüşü formülü olan

\Delta P = P_{\text{su}}^\circ \times X_{\text{tanecik}}

denkleminde bilinen değerler yerine yazılarak saf suyun buhar basıncı çekilir.

Anahtar Kavram

Buhar Basıncı Düşmesi (Raoult Yasası)

Soru 766Soru →

Sabit hacimli

11,2

litrelik kapalı bir kapta,

273\ ^\circ\text{C}

sıcaklıkta bir miktar

\text{COCl}_2(g)

gazı bulunmaktadır. Sistem,

\text{COCl}_2(g) \rightleftharpoons \text{CO}(g) + \text{Cl}_2(g)

denklemine göre dengeye ulaştığında kapta

0,2\text{ mol } \text{COCl}_2(g)

,

0,4\text{ mol } \text{CO}(g)

ve

0,4\text{ mol } \text{Cl}_2(g)

gazları bulunduğu tespit ediliyor.

Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti ( $K_p$ ) kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 3.2

Cevap

Tepkimenin bu sıcaklıktaki kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (

K_p

) değeri

3,2

olarak bulunur.

Denge anındaki gazların kısmi basınçları kullanılarak

K_p

bağıntısından

K_p = 3,2

değeri elde edilir. Alternatif olarak, her bir gazın denge derişimi hesaplanıp (

[COCl_2] = \frac{0,2}{11,2}\text{ M}

,

[CO] = \frac{0,4}{11,2}\text{ M}

,

[Cl_2] = \frac{0,4}{11,2}\text{ M}

) buradan

K_c = \frac{1}{14}

bulunur. Ardından

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

bağıntısı kullanılarak

K_p = \frac{1}{14} \cdot \left(\frac{22,4}{273} \cdot 546\right)^1 = 3,2

sonucuna ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1

Denge anındaki toplam mol sayısını bulmak.

n_{\text{toplam}} = n_{\text{COCl}_2} + n_{\text{CO}} + n_{\text{Cl}_2} = 0,2 + 0,4 + 0,4 = 1,0\text{ mol}

Gazların kısmi basınçlarını hesaplayabilmek için toplam mol sayısı bilinmelidir.

2

Toplam basıncı (

P_{\text{toplam}}

) ideal gaz denkleminden hesaplamak.

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

ve

R = \frac{22,4}{273}\text{ L}\cdot\text{atm}/(\text{mol}\cdot\text{K})

alınarak;

P_{\text{toplam}} = \frac{n_{\text{toplam}} \cdot R \cdot T}{V} = \frac{1,0 \cdot \frac{22,4}{273} \cdot 546}{11,2} = 4,0\text{ atm}

Kabın toplam basıncı, gazların kısmi basınçlarını bulmak için gereklidir.

3

Her bir gazın kısmi basıncını (

P_i

) bulmak.

P_{\text{COCl}_2} = \frac{0,2}{1,0} \cdot 4,0 = 0,8\text{ atm}

P_{\text{CO}} = \frac{0,4}{1,0} \cdot 4,0 = 1,6\text{ atm}

P_{\text{Cl}_2} = \frac{0,4}{1,0} \cdot 4,0 = 1,6\text{ atm}

Kısmi basınçlar cinsinden denge bağıntısında kullanılmak üzere her gazın basınç değeri hesaplanır.

4

K_p

bağıntısını yazıp kısmi basınç değerlerini yerine koyarak denge sabitini bulmak.

K_p = \frac{P_{\text{CO}} \cdot P_{\text{Cl}_2}}{P_{\text{COCl}_2}} = \frac{1,6 \cdot 1,6}{0,8} = 3,2

Ürünlerin kısmi basınçları çarpımının, girenlerin kısmi basıncına bölünmesiyle denge sabiti elde edilir.

Anahtar Kavram

Kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (

K_p

) hesabı ve ideal gaz yasası ile ilişkilendirilmesi

Soru 767Soru →

Aşağıdaki tabloda bazı bağ türlerinin standart koşullardaki ortalama bağ enerjileri verilmiştir:

Bağ Türü	Ortalama Bağ Enerjisi (kJ/mol)
$C-H$	414
$O-H$	464
$H-H$	436
$C\equiv O$	1072

Buna göre, standart koşullarda gerçekleşen;

CH_4(g) + H_2O(g) \rightarrow CO(g) + 3H_2(g)

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

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 204

Cevap

Tepkimenin standart koşullardaki entalpi değişimi (

\Delta H

)

204\text{ kJ}

'dir.

Tepkimenin gerçekleşmesi sürecinde kopan bağların enerjileri toplamı (

2584\text{ kJ}

), yeni oluşan bağların enerjileri toplamından (

2380\text{ kJ}

) daha büyüktür. Bu nedenle tepkime endotermiktir ve entalpi değişimi pozitif işaretli olup

204\text{ kJ}

'dir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimedeki moleküllerin açık yapıları yazılarak kırılan ve oluşan bağların türleri ve sayıları tespit edilir.

Kırılan bağlar:

4\text{ mol } C-H

(metandan) ve

2\text{ mol } O-H

(sudan). Oluşan bağlar:

1\text{ mol } C\equiv O

(karbon monoksitten) ve

3\text{ mol } H-H

(hidrojenden).

Hangi kimyasal bağların koptuğunu ve oluştuğunu belirlemek entalpi hesabı için ilk adımdır.

2

Kırılan bağları koparmak için gereken toplam enerji (girenlerin bağ enerjileri toplamı) hesaplanır.

\sum BE_{\text{kırılan}} = [4 \times BE(C-H)] + [2 \times BE(O-H)] = [4 \times 414] + [2 \times 464] = 1656 + 928 = 2584\text{ kJ}

.

Giren maddelerdeki atomlar arasındaki bağların kopması endotermik bir süreçtir ve enerji gerektirir.

3

Oluşan yeni bağlar sonucunda a��ığa çıkan toplam enerji (ürünlerin bağ enerjileri toplamı) hesaplanır.

\sum BE_{\text{oluşan}} = [1 \times BE(C\equiv O)] + [3 \times BE(H-H)] = [1 \times 1072] + [3 \times 436] = 1072 + 1308 = 2380\text{ kJ}

.

Ürünler oluşurken yeni kimyasal bağların kurulması ekzotermik bir süreçtir ve dışarıya enerji verilir.

4

Tepkime entalpisi formülü uygulanarak hesaplama tamamlanır.

\Delta H = \sum BE_{\text{kırılan}} - \sum BE_{\text{oluşan}} = 2584 - 2380 = 204\text{ kJ}

.

Bağ enerjileri kullanılarak yapılan entalpi hesaplarında girenlerin toplam bağ enerjisinden ürünlerin toplam bağ enerjisi çıkarılır.

Anahtar Kavram

Bağ enerjileri kullanılarak tepkime entalpisi hesaplanırken, kırılan bağların toplam enerjisinden oluşan bağların toplam enerjisi çıkarılır (

\Delta H = \sum BE_{\text{kırılan}} - \sum BE_{\text{oluşan}}

).

Soru 768Soru →

Standart koşullarda bulunan $0{}2\text{ mol}$ propin ( $C_3H_4$ ) gazını tamamen doyurarak propan ( $C_3H_8$ ) gazına dönüştürmek için harcanması gereken $H_2$ gazının hacmi en az kaç litredir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 8.96

Cevap

0{}2\text{ mol}

propin gazını tamamen doyurmak için standart koşullarda en az

8{}96\text{ litre}

H_2

gazı gereklidir.

Propin (

C_3H_4

) bir alkin olup yapısında bir adet üçlü bağ (1 sigma, 2 pi bağı) barındırır. Bu pi bağlarının tamamen açılıp propana (

C_3H_8

) dönüşmesi için 1 molekül propine 2 molekül

H_2

katılmalıdır.

0{}2\text{ mol}

propin için gereken

H_2

miktarı

0{}4\text{ mol}

olur. Standart koşullarda (

0^\circ\text{C}

,

1\text{ atm}

) 1 mol gaz

22{}4\text{ L}

hacim kapladığından,

0{}4\text{ mol}

H_2

gazı

8{}96\text{ L}

hacim kaplar.

Adım Adım Çözüm

1

Propin gazının hidrojen ile tamamen doyurulma tepkimesinin denklemini yazın.

C_3H_4(g) + 2H_2(g) \rightarrow C_3H_8(g)

tepkimesi elde edilir.

Alkinlerin tamamen doyurularak alkanlara dönüşmesi için yapılarındaki her bir pi bağı için 1 mol

H_2

(toplamda 2 mol

H_2

) katılması gerektiğini belirlemek.

2

Katsayılar oranını kullanarak

0{}2\text{ mol}

propin için gereken

H_2

mol sayıs��nı hesaplayın.

0{}4\text{ mol}

H_2

gazı gerekir.

Tepkimede propin ve

H_2

arasındaki mol oranının 1:2 olduğunu belirleyip stokiometrik geçiş yapmak.

3

H_2

gazının standart koşullardaki (

0^\circ\text{C}

,

1\text{ atm}

) hacmini bulunuz.

V = 8{}96\text{ L}

Standart koşullarda 1 mol gazın

22{}4\text{ L}

hacim kapladığı bilgisini kullanarak mol sayısını hacme dönüştürmek.

Anahtar Kavram

Alkinlerin katılma tepkimeleri ve stokiometrisi

Tahmini Süre:1m 0s

Soru 769Soru →

Erimiş krom(III) klorür ( $CrCl_3$ ) tuzu, inert elektrotlar kullanılarak $9,65\text{ amper}$ lik sabit bir akımla elektroliz edilmektedir. Buna göre, katotta $7,8\text{ gram}$ krom ( $Cr$ ) metali toplandığında elektroliz işlemi kaç saniye sürmüştür?
( $Cr = 52\text{ g/mol}$ , $1\text{ Faraday (F)} = 96500\text{ C/mol } e^-$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 4500

Cevap

Elektroliz işlemi 4500 saniye sürmüştür.

Katotta indirgenme tepkimesi

Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr(s)

şeklindedir.

7,8\text{ gram}

krom

0,15\text{ mol}

'dür. Tepkimeye göre

1\text{ mol } Cr

için

3\text{ mol } e^-

devreden geçmelidir, bu nedenle

0,15\text{ mol } Cr

için

0,45\text{ mol } e^-

gerekir. Devreden geçen elektrik yükü

Q = n(e^-) \times F = 0,45 \times 96500\text{ C}

olur.

Q = I \times t

formülünden

0,45 \times 96500 = 9,65 \times t

eşitliği kurulur. Buradan

t = 4500\text{ saniye}

elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Katotta biriken krom metalinin mol sayısını bulmak

n(Cr) = \frac{7,8\text{ g}}{52\text{ g/mol}} = 0,15\text{ mol}

Faraday yasalarına göre biriken madde miktarını mol cinsinden bulmamız gerekir.

2

Devreden geçen elektronun mol sayısını hesaplamak

Tepkime:

Cr^{3+} + 3e^- \rightarrow Cr(s)

şeklindedir.

0,15\text{ mol } Cr

birikmesi için devreden

3 \times 0,15 = 0,45\text{ mol } e^-

geçmelidir.

Cr^{3+}

iyonlarının indirgenmesi için her 1 mol krom başına 3 mol elektron gerekir.

3

Faraday yasası formülünü uygulayarak elektroliz süresini bulmak

Q = I \times t = n(e^-) \times F \Rightarrow 9,65\text{ A} \times t = 0,45\text{ mol} \times 96500\text{ C/mol} \Rightarrow t = 4500\text{ saniye}

Devreden geçen toplam yük miktarı ile akım ve süre arasındaki ilişkiden faydalanarak süre hesaplanır.

Anahtar Kavram

Faraday'ın elektroliz kanunları ve elektroliz hücrelerindeki katot indirgenme stokiyometrisi.

Soru 770Soru →

Yoğunluğu $1,4\text{ g/mL}$ olan kütlece $\%63$ ’lük nitrik asit ( $HNO_3$ ) sulu çözeltisinden $V\text{ mL}$ alınarak üzeri saf su ile $700\text{ mL}$ ’ye tamamlanıyor.

Elde edilen yeni çözeltinin derişimi $0,4\text{ M}$ olduğuna göre, başlangıçtaki çözeltiden alınan $V$ hacmi kaç mililitredir?
( $HNO_3 = 63\text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 20

Cevap

Başlangıçtaki çözeltiden alınması gereken hacim 20 mL'dir.

Yoğunluğu

1,4\text{ g/mL}

olan kütlece

\%63

’lük

HNO_3

çözeltisinin başlangıç derişimi

14\text{ M}

'dır.

14\text{ M}

'lık çözeltiden

20\text{ mL}

alınıp saf su ile

700\text{ mL}

'ye tamamlandığında seyreltme formülüne göre yeni derişim

0,4\text{ M}

olur.

Adım Adım Çözüm

1

Başlangıç çözeltisinin molaritesini bulmak için yoğunluk ve kütlece yüzde formülü uygulanır.

M_1 = 14 M

Yoğunluk (

d

), kütlece yüzde derişim (

\%

) ve mol kütlesi (

MA

) bilindiğinde molarite

M = \frac{10 \times d \times \%}{MA}

formülüyle hesaplanır.

2

Seyreltme formülü olan M_1 * V_1 = M_2 * V_2 kullanılarak çekilen hacim (V) hesaplanır.

V = 20 mL

Seyreltme sırasında çözünen molü sabit kaldığı için hacim ile derişim ters orantılıdır.

Anahtar Kavram

Molarite, yoğunluk, kütlece yüzde derişim ilişkisi ve seyreltme hesaplamaları

Soru 771Soru →

Dış basıncın

1\text{ atm}

olduğu bir ortamda,

400\text{ g}

saf su içerisinde

0,6\text{ mol}

\text{HCl}

asidi tamamen çözülerek bir sulu çözelti hazırlanıyor. Bu çözeltiye

0,2\text{ mol}

\text{Mg}

katısı ekleniyor ve tam verimle gerçekleşen,

\text{Mg}(k) + 2\text{HCl}(suda) \rightarrow \text{MgCl}_2(suda) + \text{H}_2(g)

tepkimesi tamamlanıyor.

Buna göre, tepkime sonrasında elde edilen yeni çözeltinin aynı ortamdaki kaynama noktası kaç $^\circ\text{C}$ 'dir?

(Eklenen katının çözelti hacmini değiştirmediği, suyun buharlaşmasının ihmal edildiği ve oluşan $\text{H}_2$ gazının çözeltiyi terk ettiği varsayılacaktır. $H_2O$ için kaynama noktası yükselmesi sabiti, $K_k = 0,52\text{ }^\circ\text{C}/m$ 'dir. $\text{HCl}$ ve $\text{MgCl}_2$ 'nin suda tamamen iyonlaştığı kabul edilecektir.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 101.3

Cevap

Tepkime sonrasında elde edilen yeni çözeltinin

1\text{ atm}

dış basınçtaki kaynama noktası

101,3\text{ }^\circ\text{C}

olarak bulunur.

Doğru yanıt olan 101,3 °C değeri; Mg katısının HCl ile tam verimli tepkimesi sonucu artan HCl (0,2 mol) ve oluşan MgCl₂ (0,2 mol) elektrolitlerinin sulu ortamda tamamen iyonlaşarak toplamda 1,0 mol iyon oluşturması, bu iyonların 0,4 kg suda 2,5 molal iyon derişimi yapması ve suyun kaynama noktasını 1,3 °C yükseltmesiyle elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime denklemi üzerinden sınırlayıcı bileşen belirlenir ve artan ile oluşan maddelerin mol sayıları hesaplanır.

Tepkime sonunda

0,2\text{ mol}

\text{MgCl}_2

tuzu oluşur,

0,2\text{ mol}

\text{HCl}

asidi artar ve

0,2\text{ mol}

\text{H}_2

gazı ortamdan uzaklaşır.

Kolligatif özellikleri belirleyen, çözeltide kalan taneciklerin (iyonların) mol sayısıdır. Bu yüzden tepkime sonrasındaki nihai madde miktarlarını bulmamız gerekir.

2

Çözeltide kalan maddelerin tamamen iyonlaşacağını dikkate alarak, çözeltideki toplam iyon mol sayısını hesaplamak.

Toplam iyon mol sayısı

1,0\text{ mol}

olarak bulunur. (Artan

\text{HCl}

'den

0,2 \times 2 = 0,4\text{ mol}

iyon, oluşan

\text{MgCl}_2

'den

0,2 \times 3 = 0,6\text{ mol}

iyon gelir.)

Kaynama noktası yükselmesi, çözünmüş taneciklerin (iyonlerin) toplam derişimiyle (molalitesiyle) doğru orantılıdır.

3

Çözeltideki iyonların toplam molalitesini (

m

) hesaplamak.

m = \frac{1,0\text{ mol}}{0,4\text{ kg}} = 2,5\text{ m}

Molalite,

1\text{ kg}

çözücüde çözünmüş olan taneciklerin mol sayısıdır. Suyun kütlesi

400\text{ g} = 0,4\text{ kg}

'dır.

4

Kaynama noktası yükselme miktarını (

\Delta T_k

) ve çözeltinin kaynama noktasını hesaplamak.

\Delta T_k = K_k \times m = 0,52 \times 2,5 = 1,3\text{ }^\circ\text{C}

yükselme gerçekleşir. Yeni kaynama noktası

100 + 1,3 = 101,3\text{ }^\circ\text{C}

olur.

Saf suyun

1\text{ atm}

basınçta kaynama noktası

100\text{ }^\circ\text{C}

'dir. Çözelti bu sıcaklığın

\Delta T_k

kadar üzerinde kaynar.

Anahtar Kavram

Tepkimeli Çözeltilerde Kaynama Noktası Yükselmesi (Ebüliyoskopi)

Alternatif Yöntem

Toplam iyon mol sayısını bulmak için spektatör (seyirci) iyonlar da doğrudan sayılabilir. Tepkimeye girmeyen Cl⁻ iyonlarının mol sayısı başlangıçtaki HCl miktarından dolayı sabit kalıp 0,6 mol'dür. Mg²⁺ iyonları 0,2 mol oluşmuştur. Ortamda kalan H⁺ iyonları ise başlangıçtaki 0,6 molden tepkimeye giren 0,4 mol çıkarılarak 0,2 mol bulunur. Toplam iyon mol sayısı = 0,6 (Cl⁻) + 0,2 (Mg²⁺) + 0,2 (H⁺) = 1,0 mol olur.

Tahmini Süre:2m 30s

Soru 772Soru →

Oda koşullarında yoğunluğu $1{}16\text{ g/mL}$ olan glikoz ( $C_6H_{12}O_6$ ) sulu çözeltisinin molar derişimi $2{}0\text{ M}$ 'dir.

Buna göre, hazırlanan bu çözeltinin molalitesi kaç $\text{mol/kg}$ 'dır?

( $C_6H_{12}O_6 = 180\text{ g/mol}$ )

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2.5

Cevap

Hazırlanan çözeltinin molalitesi

2{}5\text{ mol/kg}

'dır.

Çözeltinin

1\text{ L}

hacmi temel alındığında toplam kütle

1160\text{ g}

olur. Bu çözeltide

2{}0\text{ mol}

(

360\text{ g}

) glikoz çözünmüştür. Geriye kalan su miktarı

800\text{ g}

yani

0{}8\text{ kg}

'dır. Çözünen molü (

2{}0\text{ mol}

) suyun kilogramına (

0{}8\text{ kg}

) bölündüğünde molalite

2{}5\text{ mol/kg}

olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Çözeltinin toplam kütlesini hacim ve yoğunluk üzerinden bulma

1160\text{ g}

Molalite bağıntısına geçebilmek amacıyla çözücü kütlesine ulaşmak için öncelikle çözeltinin toplam kütlesini belirlemek gerekir.

2

Çözünen glikozun mol sayısını ve kütlesini hesaplama

2{}0\text{ mol}

ve

360\text{ g}

Toplam çözelti kütlesinden çıkarılacak olan çözünen madde miktarını belirlemek.

3

Çözücü (su) kütlesini kilogram biriminde elde etme

0{}8\text{ kg}

Molalite formülündeki çözücü kütlesi biriminin kilogram olması.

4

Molalite bağıntısını uygulayarak derişimi hesaplama

2{}5\text{ mol/kg}

Çözünen mol sayısını çözücü kütlesine oranlayarak molalite değerine ulaşmak.

Anahtar Kavram

Molarite, çözelti yoğunluğu ve mol kütlesi verilerini entegre ederek çözeltinin molal derişimini hesaplama.

Soru 773Soru →

Sabit sıcaklıkta, $4\text{ L}$ 'lik sabit hacimli kapalı boş bir kaba $0,6\text{ mol } H_2(g)$ gazı ve yeterli miktarda $C(k)$ katısı konuluyor. Sistem,

C(k) + 2H_2(g) \rightleftharpoons CH_4(g)

denklemine göre aynı sıcaklıkta dengeye ulaştığında kapta toplam $0,4\text{ mol}$ gaz bulunduğu belirleniyor.

Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabitinin ( $K_c$ ) değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 20

Cevap

Tepkimenin bu sıcaklıktaki denge sabitinin (Kc) değeri 20'dir.

Denge anındaki gazların derişimleri molarite cinsinden bulunup Kc bağıntısında yerine konulduğunda Kc değeri 20 olarak hesaplanır. Karbon katısı heterojen denge kuralı gereği bağıntıda yer almaz.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime denklemine göre başlangıç, değişim ve denge (B.D.D.) tablosu oluşturulur.

Başlangıçta 0,6 mol H2 gazı vardır. Değişim miktarını -2x mol olarak belirlersek, dengede (0,6 - 2x) mol H2 ve x mol CH4 gazları bulunur.

Denge anındaki mol sayılarını başlangıç değerleri ve reaksiyon katsayıları cinsinden ifade etmek için.

2

Dengedeki toplam gaz mol sayısı kullanılarak x değeri hesaplanır.

Dengedeki toplam gaz miktarı: (0,6 - 2x) + x = 0,6 - x = 0,4 mol olduğundan x = 0,2 mol olarak bulunur.

Denge anındaki her bir gazın mol sayısını bulmak için.

3

Gazların denge anındaki mol sayıları kap hacmine (4 L) bölünerek denge derişimleri (molariteleri) hesaplanır.

[H2] = 0,2 mol / 4 L = 0,05 M ve [CH4] = 0,2 mol / 4 L = 0,05 M olarak elde edilir. Katı haldeki karbon (C) bağıntıya dahil edilmez.

Denge sabiti (Kc) bağıntısında derişimlerin (molarite) kullanılması gerektiği için.

4

Denge sabiti (Kc) bağıntısı yazılarak derişimler yerine konur ve Kc hesaplanır.

Kc = [CH4] / [H2]^2 = 0,05 / (0,05)^2 = 1 / 0,05 = 20 olarak bulunur.

Tepkimenin denge sabiti değerine ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Heterojen kimyasal tepkimelerde denge sabiti (Kc) hesaplanırken sadece gaz ve sulu çözelti fazındaki maddelerin derişimleri yazılır, katılar ve sıvılar denge bağıntısına dahil edilmez. Ayrıca derişimler hesaplanırken mol sayısının kap hacmine bölünerek molariteye dönüştürülmesi gerekir.

Soru 774Soru →

$0\text{ }^{\circ}\text{C}$ sıcaklıkta, $11,7\text{ gram}$ $\text{NaCl}$ katısının tamamen çözünmesiyle hazırlanan $400\text{ mL}$ sulu çözeltinin ozmotik basıncı kaç $\text{atm}$ 'dir?

( $\text{NaCl} = 58,5\text{ g/mol}$ , $R = 22,4/273\text{ L}\cdot\text{atm/mol}\cdot\text{K}$ , $\text{NaCl}$ tuzunun sulu çözeltide tamamen iyonlaştığı varsayılacaktır.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 22.4

Cevap

Çözeltinin ozmotik basıncı 22,4 atm'dir.

Ozmotik basınç hesaplanırken çözeltideki toplam tanecik derişimi esas alınır.

\text{NaCl}

tuzu suda tamamen iyonlaştığı için van 't Hoff faktörü (

i

)

2

olur. Molarite

0,5\text{ M}

ve mutlak sıcaklık

273\text{ K}

olarak yerine konulduğunda ozmotik basınç

22,4\text{ atm}

olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Sıcaklığı Kelvin birimine çevirmek

T = 273\text{ K}

Ozmotik basınç formülündeki sıcaklık (

T

) mutlak sıcaklık olup Kelvin cinsinden olmalıdır.

2

Çözünen sodyum klorürün (

\text{NaCl}

) mol sayısını hesaplamak

n = 0,2\text{ mol}

Çözeltinin derişimini bulabilmek için öncelikle çözünen maddenin mol miktarı hesaplanmalıdır.

3

Çözeltinin molar derişimini (molarite) bulmak

M = 0,5\text{ M}

Ozmotik basınç bağıntısındaki derişim birimi molaritedir (

M = n / V

).

4

\text{NaCl}

tuzunun sulu çözeltideki van 't Hoff faktörünü (

i

) belirlemek

i = 2

\text{NaCl}

iyonik bir katıdır ve suda çözündüğünde bir adet sodyum (

\text{Na}^+

) ile bir adet klor (

\text{Cl}^-

) iyonu vererek tamamen ayrışır.

5

Ozmotik basınç formülünü uygulayarak sonucu hesaplamak

\Pi = 22,4\text{ atm}

\Pi = i \cdot M \cdot R \cdot T

formülünde elde edilen değerler yerine yazılarak ozmotik basınç hesaplanır.

Anahtar Kavram

İyonik çözeltilerde van 't Hoff faktörünün ozmotik basınca etkisi ve hesaplanması

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 775Soru →

Gaz fazında belirli bir sıcaklıkta gerçekleşen iki basamaklı bir tepkimenin basamakları ve denge sabitleri aşağıda verilmiştir:

I. $3NO_2(g) \rightleftharpoons 3NO(g) + O_3(g) \quad K_{c1} = x$

II. $2NO(g) \rightleftharpoons N_2(g) + O_2(g) \quad K_{c2} = 0{}2$

Aynı sıcaklıkta bu tepkimelerin birleştirilmesiyle elde edilen,

6NO_2(g) \rightleftharpoons 3N_2(g) + 3O_2(g) + 2O_3(g)

net tepkimesinin denge sabiti ( $K_{net}$ ) $0{}2$ olduğuna göre, I. tepkimenin denge sabiti olan $x$ değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 5

Cevap

Birinci tepkimenin denge sabiti olan x değeri 5'tir.

Net tepkimenin elde edilmesi için I. tepkime 2 ile çarpılarak denge sabiti

x^2

yapılır, II. tepkime ise 3 ile çarpılarak denge sabiti

0{}2^3 = 0{}008

yapılır. Bu iki tepkime toplandığında net tepkime elde edildiğinden, net denge sabiti bu iki değerin çarpımına eşittir:

x^2 \times 0{}008 = 0{}2

. Buradan

x^2 = 25

ve denge sabiti negatif olamayacağından

x = 5

bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Net tepkimeyi elde etmek için basamak tepkimelerinin katsayılarının nasıl değiştirilmesi gerektiğini belirlemek

I. tepkime 2 ile, II. tepkime ise 3 ile çarpılmalıdır.

Net tepkimede girenler kısmında

6\text{ mol } NO_2

bulunmaktadır, bunu sağlamak için I. tepkime 2 ile çarpılmalıdır. Net tepkimede ürünler kısmında

3\text{ mol } N_2

bulunmaktadır, bunu sağlamak ve ara ürün olan

NO

gazını yok etmek için II. tepkime 3 ile çarpılmalıdır.

2

Tepkime katsayılarının değişimine göre basamak tepkimelerinin yeni denge sabitlerini hesaplamak

I. tepkimenin yeni denge sabiti

K'_{c1} = x^2

, II. tepkimenin yeni denge sabiti

K'_{c2} = (0{}2)^3 = 0{}008

olur.

Bir denge tepkimesi herhangi bir katsayı ile çarpıldığında, yeni denge sabiti eski denge sabitinin bu katsayı üssü alınarak bulunur.

3

Net tepkimenin denge sabiti denklemini kurmak

K_{net} = K'_{c1} \times K'_{c2} \implies 0{}2 = x^2 \times 0{}008

Birden fazla denge tepkimesi toplandığında, elde edilen net tepkimenin denge sabiti, toplanan tepkimelerin denge sabitlerinin çarpımına eşittir.

4

Kurulan denklemi çözerek x değerini bulmak

x^2 = 25 \implies x = 5

Matematiksel olarak

0{}2 / 0{}008 = 25

olur.

x^2 = 25

eşitliğinden, denge sabiti negatif olamayacağı için karekök alınarak

x = 5

bulunur.

Anahtar Kavram

Denge tepkimelerinin katsayıları değiştirildiğinde veya tepkimeler toplandığında denge sabitinin (Kc) nasıl değiştiğini açıklayan kurallar (Hess Yasası'nın denge sabitlerine uygulanması).

Soru 776Soru →

Tek basamakta gerçekleştiği bilinen;

\text{C}(k) + \text{CO}_2(g) + 2\text{Cl}_2(g) \rightarrow 2\text{COCl}_2(g)

tepkimesi için sabit sıcaklıkta

2\text{ L}

'lik boş bir kaba

0,4\text{ mol}

\text{C}

katısı,

0,8\text{ mol}

\text{CO}_2

gazı ve

1,2\text{ mol}

\text{Cl}_2

gazı konuluyor. Tepkimenin başlangıç hızı

1,44 \times 10^{-3}\text{ M/s}

olarak ölçülüyor.

Buna göre, aynı sıcaklıkta tepkimenin hız sabiti ( $k$ )'nin sayısal değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.01

Cevap

Tepkimenin hız sabiti (k)'nin sayısal değeri 0,01'dir.

Tepkimenin tek basamakta gerçekleştiği bilgisi verildiğinden, hız bağıntısı girenlerin gaz ve sulu çözelti fazındaki maddelerine göre yazılır. C(k) katı olduğu için bağıntıya yazılmaz. Hız bağıntısı r = k * [CO2] * [Cl2]^2 şeklindedir. Gazların derişimleri [CO2] = 0,4 M ve [Cl2] = 0,6 M olarak hesaplanıp yerine yazıldığında k = 0,01 bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime hız bağıntısını yazın.

r = k * [CO2] * [Cl2]^2

Tek basamaklı tepkimelerde hız bağıntısı, girenlerin fiziksel halleri dikkate alınarak yazılır. Katılar hız bağıntısına yazılmaz.

2

Tepkimeye giren gazların molar derişimlerini hesaplayın.

[CO2] = 0,4 M ve [Cl2] = 0,6 M

Derişim formülü M = n / V olup, mol sayıları toplam hacim olan 2 L'ye bölünür.

3

Derişimleri ve başlangıç hızını hız bağıntısında yerine yazarak k değerini bulun.

k = 0,01

Hız bağıntısındaki matematiksel eşitlik çözülerek hız sabiti hesaplanır.

Anahtar Kavram

Tek basamaklı reaksiyonlarda reaktiflerin derişiminin reaksiyon hızına etkisi ve hız bağıntısının yazılması (katıların hariç tutulması).

Soru 777Soru →

Hacmi $2\text{ L}$ olan kapalı ve boş bir reaksiyon kabına katı $NH_4I$ yerleştiriliyor. Sabit sıcaklıkta gerçekleştirilen,

NH_4I(k) \rightleftharpoons NH_3(g) + HI(g)

tepkimesi dengeye ulaştığında kapta ölçülen toplam gaz miktarı $2,0\text{ mol}$ olarak belirleniyor. Buna göre, bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti ( $K_c$ ) değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.25

Cevap

Tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti (Kc) 0,25'tir.

Dengedeki gazların derişimleri hacme bölünerek 0,5 M bulunur. Katılar bağıntıya yazılmadığından Kc = [NH3][HI] = 0,5 * 0,5 = 0,25 olur.

Adım Adım Çözüm

1

Dengedeki gazların mol sayılarının hesaplanması

n_{NH_3} = 1,0\text{ mol}

ve

n_{HI} = 1,0\text{ mol}

Reaksiyon katsayılarına göre

NH_4I(k)

katısının ayrışması sonucu eşit mollerde

NH_3(g)

ve

HI(g)

gazları oluşur. Toplam gaz miktarı

2,0\text{ mol}

olduğundan her iki gazın mol sayısı

1,0\text{ mol}

olur.

2

Gazların molar derişimlerinin bulunması

[NH_3] = 0,5\text{ M}

ve

[HI] = 0,5\text{ M}

Molarite formülü (

M = n/V

) kullanılarak mol sayılar�� kabın hacmine (

2\text{ L}

) bölünür.

3

Denge sabiti (

K_c

) hesaplamasının yapılması

K_c = 0,25

Katı haldeki

NH_4I

denge bağıntısına dahil edilmez. Denge bağıntısı

K_c = [NH_3][HI]

şeklindedir. Derişimler çarpılarak

0,5 \times 0,5 = 0,25

bulunur.

Anahtar Kavram

Heterojen denge tepkimelerinde katı maddelerin denge bağıntısına yazılmaması ve derişimlerin mol/hacim ilişkisiyle bulunması

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 778Soru →

Standart koşullarda gerçekleşen bazı tepkimeler ve bu tepkimelere ait standart entalpi değişimleri ( $\Delta H^\circ$ ) aşağıda verilmiştir:

P_4(k) + 6Cl_2(g) \rightarrow 4PCl_3(s) \quad \Delta H^\circ = -1280 \text{ kJ}

P_4(k) + 10Cl_2(g) \rightarrow 4PCl_5(k) \quad \Delta H^\circ = -1776 \text{ kJ}

Buna göre, aynı koşullarda gerçekleşen,

PCl_3(s) + Cl_2(g) \rightarrow PCl_5(k)

tepkimesinin standart entalpi değişimi (

\Delta H^\circ

) kaç

\text{kJ}

'dür?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -124

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi

-124\text{ kJ}

'dür.

Hess Yasası uygulanarak ara tepkimeler istenen net tepkimeyi verecek şekilde düzenlenir. Birinci tepkime ters çevrilip 4'e bölündüğünde entalpisi

+320\text{ kJ}

olur. İkinci tepkime ters çevrilmeden 4'e bölündüğünde entalpisi

-444\text{ kJ}

olur. Bu iki değer toplandığında hedef tepkimenin entalpisi

-124\text{ kJ}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Birinci tepkimeyi ters çevirip 4'e bölmek

PCl_3(s) \rightarrow \frac{1}{4}P_4(k) + \frac{3}{2}Cl_2(g) \quad \Delta H_1' = +320\text{ kJ}

Net tepkimenin girenler tarafında

1\text{ mol } PCl_3(s)

elde etmek için.

2

İkinci tepkimeyi yönünü değiştirmeden 4'e bölmek

\frac{1}{4}P_4(k) + \frac{5}{2}Cl_2(g) \rightarrow PCl_5(k) \quad \Delta H_2' = -444\text{ kJ}

Net tepkimenin ürünler tarafında

1\text{ mol } PCl_5(k)

elde etmek için.

3

Elde edilen ara tepkimeleri toplamak ve entalpi değerlerini toplamak

PCl_3(s) + Cl_2(g) \rightarrow PCl_5(k) \quad \Delta H^\circ = -124\text{ kJ}

Hess Yasası'na göre basamak tepkimeleri toplandığında net tepkimenin entalpisi ara tepkimelerin entalpileri toplamına eşit olur.

Anahtar Kavram

Hess Yasası ve Tepkime Entalpilerinin Toplanabilirliği

Soru 779Soru →

Standart koşullarda gerçekleşen bazı tepkimeler ve bu tepkimelerin standart entalpi değişimleri ( $\Delta H^\circ$ ) aşağıda verilmiştir:

* $S(k) + O_2(g) \rightarrow SO_2(g) \quad \Delta H^\circ = -297 \text{ kJ}$
* $H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(g) \quad \Delta H^\circ = -242 \text{ kJ}$
* $2H_2S(g) + 3O_2(g) \rightarrow 2SO_2(g) + 2H_2O(g) \quad \Delta H^\circ = -1036 \text{ kJ}$

Buna göre, standart koşullarda gerçekleşen;

H_2(g) + S(k) \rightarrow H_2S(g)

tepkimesinin standart entalpi değişimi (

\Delta H^\circ

) kaç

\text{kJ}

'dür?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -21

Cevap

Hedef tepkimenin standart entalpi değişimi -21 kJ'dür.

Hedef tepkimeyi elde etmek için birinci ve ikinci tepkimeler aynen alınırken, üçüncü tepkime ters çevrilip katsayıları ikiye bölünmüştür. Hess Yasası gereği yapılan bu işlemlerin entalpi değerlerine uygulanıp toplanmasıyla elde edilen net entalpi değişimi -21 kJ'dür.

Adım Adım Çözüm

1

Kükürt (S) elementinin kaynağı olarak birinci tepkimeyi aynen kullanmak.

S(k) + O_2(g) \rightarrow SO_2(g) \quad \Delta H^\circ_1 = -297 \text{ kJ}

Hedef tepkimenin girenler kısmında 1 mol

S(k)

bulunmaktadır.

2

Hidrojen (H2) gazının kaynağı olarak ikinci tepkimeyi aynen kullanmak.

H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(g) \quad \Delta H^\circ_2 = -242 \text{ kJ}

Hedef tepkimenin girenler kısmında 1 mol

H_2(g)

bulunmaktadır.

3

Hidrojen sülfür (H2S) gazının kaynağı olarak üçüncü tepkimeyi ters çevirip ikiye bölmek.

SO_2(g) + H_2O(g) \rightarrow H_2S(g) + \frac{3}{2}O_2(g) \quad \Delta H^\circ_3 = +518 \text{ kJ}

Hedef tepkimenin ürünler kısmında 1 mol

H_2S(g)

elde etmek için girenler kısmında 2 mol

H_2S(g)

bulunduran üçüncü tepkime ters çevrilip ikiye bölünmelidir.

4

Modifiye edilen üç tepkimeyi ve entalpi değerlerini toplamak.

H_2(g) + S(k) \rightarrow H_2S(g) \quad \Delta H^\circ = -297 - 242 + 518 = -21 \text{ kJ}

Hess Yasası'na göre net tepkimenin entalpi değişimi, ara basamakların entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.

Anahtar Kavram

Hess Yasası'na göre bir tepkimenin entalpi değişimi, tepkimenin izlediği yola bağlı olmayıp tepkimeyi oluşturan ara basamakların entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 780Soru →

Belirli bir sıcaklıkta gerçekleşen bazı gaz tepkimeleri ve derişimler cinsinden denge sabitleri ( $K_c$ ) aşağıda verilmiştir:

I. $CO(g) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO_2(g) + H_2(g)$ $K_{c1} = X$

II. $CO_2(g) + 4H_2(g) \rightleftharpoons CH_4(g) + 2H_2O(g)$ $K_{c2} = 0{}2$

III. $2CH_4(g) \rightleftharpoons C_2H_6(g) + H_2(g)$ $K_{c3} = 2{}5$

Aynı sıcaklıkta gerçekleşen,

2CO(g) + 5H_2(g) \rightleftharpoons C_2H_6(g) + 2H_2O(g)

tepkimesinin denge sabiti ( $K_c$ ) $1{}6$ olduğuna göre, I. tepkimenin denge sabiti olan $X$ değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 4

Cevap

I. tepkimenin denge sabiti olan

X

değeri

4

'tür.

Net tepkimenin elde edilmesi için I. tepkime 2 ile çarpılmalı (

K_{c1}' = X^2

), II. tepkime 2 ile çarpılmalı (

K_{c2}' = (0{}2)^2 = 0{}04

) ve III. tepkime aynen alınmalıdır (

K_{c3}' = 2{}5

). Bu tepkimelerin toplamı net tepkimeyi verdiğinden, net tepkimenin denge sabiti basamakların denge sabitlerinin çarpımına eşit olur:

K_{c,\text{net}} = X^2 \times 0{}04 \times 2{}5 = 0{}1 X^2

. Soruda verilen

K_{c,\text{net}} = 1{}6

değeri yerine konulursa

0{}1 X^2 = 1{}6 \implies X^2 = 16 \implies X = 4

elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Net tepkimenin elde edilebilmesi için basamak tepkimelerine uygulanması gereken katsayı işlemlerini belirlemek.

Net tepkimede girenler kısmında

2\text{ mol } CO(g)

bulunduğundan I. tepkime 2 ile çarpılmalıdır. I. tepkimenin 2 ile çarpılmasıyla oluşan

2\text{ mol } CO_2(g)

ürününü sadeleştirmek için II. tepkime 2 ile çarpılmalıdır. Son olarak, net tepkimedeki

C_2H_6(g)

ürününü elde etmek için III. tepkime aynen alınmalıdır.

Hess Yasası kurallarına göre, net tepkimenin elde edilmesi için basamak tepkimelerinin girenler ve ürünler dengesi kurulmalıdır.

2

Tepkimelere uygulanan katsayı değişimlerine göre yeni denge sabitlerini (

K_c

) hesaplamak.

I. tepkime 2 ile çarpıldığı için yeni denge sabiti

K_{c1}' = X^2

olur. II. tepkime 2 ile çarpıldığı için yeni denge sabiti

K_{c2}' = (0{}2)^2 = 0{}04

olur. III. tepkime aynen alındığı için denge sabiti

K_{c3}' = 2{}5

olarak kalır.

Bir denge tepkimesi herhangi bir

n

sayısı ile çarpıldığında, elde edilen yeni tepkimenin denge sabiti başlangıçtaki denge sabitinin

n

. kuvveti (

K_c^n

) olur.

3

Basamakların yeni denge sabitlerini çarparak net tepkimenin denge sabitine eşitlemek ve

X

değerini bulmak.

K_{c,\text{net}} = K_{c1}' \times K_{c2}' \times K_{c3}'

bağıntısından

1{}6 = X^2 \times 0{}04 \times 2{}5 \implies 1{}6 = X^2 \times 0{}1 \implies X^2 = 16 \implies X = 4

elde edilir.

Birden fazla denge tepkimesi taraf tarafa toplandığında, oluşan net tepkimenin denge sabiti toplanan tepkimelerin denge sabitlerinin çarpımına eşit olur.

Anahtar Kavram

Tepkime denklemlerinin katsayıları değiştirildiğinde veya tepkimeler toplandığında denge sabitinin (

K_c

) nasıl değiştiğini belirleyen kurallar (Hess Yasası'nın denge sabitlerine uygulanması).

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