Kimyasal Hesaplamalar

• MOL KAVRAMI

Mol:6,02.10²³ taneciğe 1 mol denir. Bu sayıya Avogadro sayısı denir.

Bazı işlemlerde kısaltma olarak (No: Avogadro sayısı) gösterilir.

1 mol Mg atomu 6,02.10²³ tane atom içerir.

1 mol H₂SO₃molekülü 6,02.10²³ tane molekül içerir.

1 mol Al₂(SO₄)₃molekülü 6,02.10²³ tane molekül içerir.

1 mol H₂molekülü 6,02.10²³ tane molekül içerir.

Bir atomun gram türünden miktarına atom-gram (1 mol atom) denir.

Bir bileşiğin molekül kütlesinin gram türünden miktarına molekül-gram (1 mol molekül) denir.

1 mol H₂SO₄bileşiği: H: 1, S: 32, O : 16 olmak üzere 2.1 + 32 + 4.16 = 98 gram olarak bulunur.

Bir iyonun gram türünden miktarına iyon–gram denir.

 Gazlar için;

 Normal şartlar altında (N.Ş.A.), (0°C, 1 atm) 1 mol gaz, 22,4 lt.dir.

Örnek - 1

Normal şartlar altında 11,2 lt. hacim kaplayan SO₃ gazı için;
(S: 32, O: 16)

a.    Kaç moldür?

b.    Kaç gramdır?

c.    Kaç tane molekül içerir?

d.   Kaç tane atom içerir?

Çözüm

a.  1 mol gaz  N.Ş.A        22,4 lt.

          x                        11,2 lt.

                                                 

     x = 0,5 mol.

b.  1 mol SO₃'ün kütlesini hesaplayalım.

     32 + 3.16 = 80 gram

     1 mol SO₃                   80 g  ise

     0,5 mol                          x

                                                 

     x = 40 gram.

c.  1 mol   SO₃                  6,02.10²³ tane molekül içerir ise

    0,5 mol SO₃                     x

                                                 

    x = 3,01.10²³ tane SO₃ molekülü vardır. 

d.  1 mol    SO₃                  4.6,02.10²³ tane atom ise

     0,5 mol SO₃                     x

                                                  

     x = 12,04.10²³ tane atom vardır.

BİLEŞİK FORMÜLÜ BULMA PROBLEMLERİ

Kaba Formül (Basit Formül)

Bir bileşiği oluşturan atomların cinsini ve oranını belirten formüldür. Kaba formülde molekülü oluşturan atomların kaçar tane olduğu bilinemez.

Gerçek Formül (Molekül Formülü)

Bir bileşiği oluşturan atomların cinsini oranını ve sayısını belirten formüldür. Molekül formülünde simgelerin altındaki sayılar, bileşiğin bir molekülü içindeki element atomlarının gerçek sayılarını gösterir.

Bir bileşiğin kaba formülünün bulunabilmesi için bileşiği oluşturan atomların ayrı ayrı mol sayıları bulunur ve bu sayılar en küçük tamsayılar haline getirilir. Şayet bileşiğin gerçek (molekül) formülü isteniyorsa kaba formül bulunduktan sonra bileşiğin mol ağırlığı ya da içerdiği toplam atom sayısı verilmelidir.

KİMYA KANUNLARI

1. Kütle Korunumu Kanunu

Reaksiyona girenlerin kütleleri toplamı, reaksiyondan çıkanların kütleleri toplamına eşittir.

Örnek - 2

Aşağıda bazı maddelerin molekül ağırlıkları verilmiştir.

X in mol ağırlığı   : 160 g/mol

Y nin mol ağırlığı : 28 g/mol

Z nin mol ağırlığı : 56 g/mol ise

X + 3Y  2Z + 3T

T’nin mol ağırlığı kaçtır?

Çözüm

Verilenler mol ağırlığı ise katsayısı ile çarpılıp ürünler girenlere eşitlenmelidir.

 2. Sabit Oranlar Kanunu

Bir bileşiği oluşturan elementlerin ağırlıkları arasında sabit bir oran vardır.

Fe₂O₃bileşiğinde (Fe: 56, O: 16)

2.56 = 112 gram Fe'ye karşılık

3.16 = 48 g O vardır.

birleşme oranı en sade şekilde 7 gramFe'ye karşı 3 gramoksijendir.

Örnek - 3

X₂Y₃bileşiğinin birleşme oranı ise hangi sonuçlar çıkarılabilir?  

Çözüm

11 gram X₂Y₃bileşiğinin 8 gramı X, 3 gramı Y'dir.

Veya: X'in atom ağırlığı 4 ise Y'nin atom ağırlığı 1'dir, sonuçları çıkarılabilir.

3. Katlı Oranlar Kanunu

İki element arasında birden fazla bileşik oluşabiliyorsa, bu bileşiklerde elementlerden birinin sabit miktarına karşı diğerinin değişen miktarı arasında basit ve tam sayılarla ifade edilen orana katlı oranlar denir.

Örnek - 4

NO ve NO₂bileşiklerinde;

Bileşik	N miktarı	Oksijen Miktarı	14 gram N ile birleşen O Miktarı
NO	14	16	16
NO2	14	32	32

görüldüğü gibi her iki bileşikte 14 gram N ile birleşen oksijenlerin kütlelerinin oranı:

ATOM AĞIRLIĞI BULMA PROBLEMLERİ

Bir bileşik içerisinde atom ağırlığı bilinmeyen elementlerin atom ağırlığını bulabilmek için öncelikle bileşiğin 1 molünün ağırlığı bulunmalıdır. Atom ağırlığı verilenler kullanılarak sorulan atom bulunur.

Örnek - 5

9,6 gram oksijen içeren X₂O₃bileşiği 32 gramise X in atom ağırlığı kaçtır? (O : 16)

Çözüm

Önce bileşiğin mol sayısını hesaplayalım.

1 mol X₂O₃te      48 gram oksijen varsa

x mol X₂O₃         9,6 gramoksijen varsa
__________________________________
x = 0,2 mol

0,2 mol X₂O₃        32 gramise

1 mol X₂O₃             x
__________________________________
x = 160 gram

1 mol X₂O₃160 gramolduğuna göre

2X + 3.16 = 160

            x = 56 olarak bulunur.

DENKLEMLİ KİMYA PROBLEMLERİ

Kimyasal hesaplamaların denklemler yardımıyla yapılmasını bu başlık altında inceleyeceğiz.

Bu tip problemlerde;

a.    Denklem verilmiş ise denklemin denk olup olmadığı kontrol edilmeli, denklem denk değilse denkleştirilmelidir.

b.    Hangi maddelerin reaksiyona girip hangi maddelerin oluştuğu verilir. Bunlar denklemde yerine yazılmalı ve denklem denkleştirilmelidir.

c.    Reaksiyona giren maddeler verilir fakat ürünler belirtilmez. Bu durumda denklem yazılmalıdır ve denkleştirilmelidir.

2Al + 3S  Al₂S₃denklemine göre (Al: 27,S:32);

          I.          2 mol alüminyum 3 mol S ile reaksiyona girmiş 1 mol Al₂S₃oluşmuştur.

       II.          54 gAlüminyum 96 gramS ile reaksiyona girerse 150 gram Al₂S₃ oluşturur.

    III.          2. 6,02.10²³ tane Al, 3.6,02.10²³tane S ile tepkimeye girdiğinde 6,02.10²³ tane Al₂S₃oluşur.

yorumları yapılabilir.

Örnek - 6

9 g Al yeterli miktarda HNO₃ile reaksiyona girerek çözünüyor.

a. Kaç mol HNO₃ gerekir?

b. Oluşan H₂ gazı normal koşullarda kaç litredir? 

Çözüm

Denklem yazılıp eşitlenir.

Al   +  3HNO₃   Al(NO₃)₃  +  3/2H₂

1 mol   3 mol        1 mol        1,5 mol

a.  Önce Al nin mol sayısını bulalım

     mol Al         3 mol HNO₃ ile reaksiyona girerse

                       x

                                                                      

     x = 1 mol HNO₃ gerekir.

b.  1 mol Al dan       1,5 mol H₂ oluşursa

              x

                                                                      

     x = 0,5 0,5 0,5 0,5 mol H_2(g) oluşur.

     VH₂ = 0,5 x 22,4 = 11,2 Lt H₂ oluşur.

ARTIK MADDE PROBLEMLERİ

Reaksiyona giren maddelerden herhangi birinin başlangıçta alınan miktarının sınırlı olması durumunda diğer maddeler ne kadar fazla olursa olsun reaksiyona giremeyecek, yani madde artışı olacaktır.

Oluşan ürün miktarı ise sınırlı olana yani tamamen harcanana bağlı olacaktır.

Örnek - 7

0,3 mol N₂ile 2 gramH₂ gazlarının karışımından birisi bitinceye kadar NH_3(g)oluşturuluyor.

Aşağıdaki soruları yanıtlayınız? (N : 14, H : 1)

a. Kaç mol NH_3(g) oluşur?

b. Reaksiyondan sonra toplam gaz NŞA da kaç lt gelir?

Çözüm

Reaksiyon denklemi yazılıp eşitlenirse

N_2(g)+ 3H_2(g)  2NH_3(g)

elde edilir. Soruda N₂ ve H₂ verildiğinden hangisinin az ya da çok olduğu tespit edilmelidir. H₂ nin mol sayısı N₂ mol sayısının 3 katı olacakmış. N₂ gazı 0,3 mol girerse H₂gazı 0,9 mol reaksiyona girer yani H₂ gazının 0,1 molü fazladır. Bu durumda; 

a.

Alınan Reaksiyona giren Sonuç

:  :  :

N2    +    3H2        2NH3 0,3 mol      1 mol          0 0,3 mol      0,9 mol       0,6 mol                                                Biter 0,1 mol 0,6 mol Artar oluşur.

b.

Ortamda

Artan gaz   : 0,1 mol Oluşan gaz : 0,6 mol                                Toplam gaz : 0,7 mol

1 mol N.Ş.A’da             22,4 lt ise

0,7 mol                            x

                                              

x =15,68 lt gelir.

KARIŞIM PROBLEMLERİ

Bir karışımdaki herbir maddenin miktarını tespit etmeye yönelik soru tipleridir. Denklemsiz ya da denklemli olarak karşımıza çıkabilir. Reaksiyonlu sorularda maddelerin verdiği reaksiyonlar bilinmelidir. Soruların çözümünde mol ile işlem yapmakta fayda vardır.

 

Örnek - 8

Eşit kütlede CH₄ ve SO₂ den oluşan karışım 3,01.10²² tane molekül içermektedir.

Buna göre karışımdaki herbir madde kaçar mol dür?

CH₄ve SO₂ den oluşan karışımın molekül sayısı 3,01.10²² tane ise mol sayısı 0,05 mol dür.

Karışımdaki gazların kütleleri eşit olduğuna göre mol oranları SO₂ için x mol ise
CH₄ için 4x mol dür.

Buna göre 0,05 mollük karışımın 0,01 molü SO₂'ye 0,04 molü CH₄ e aittir.