Konu anlatımı
İki element her zaman tam birleşme oranında karıştırılmaz; çoğu zaman birinden fazla alınır. Bu durumda bir element tükenir, öteki artar. Bu alt başlıkta hangi elementin tükeneceğini bulmayı, bileşik kütlesi grafiklerini okumayı ve programda yer alan demir(II) sülfür deneyini göreceksin.
Tükenen ve artan madde
Elementler birleşme oranından farklı kütlelerde karıştırıldığında oluşan bileşiğin kütlesini tükenen element belirler. Hangi elementin tükeneceğini bulmak için her elementin kütlesi, oranındaki payına bölünür; bölümü küçük olan element tamamen harcanır, öteki artar. Sonra tükenen elementin kütlesinden, oran kullanılarak harcanan öteki elementin kütlesi bulunur. Oluşan bileşiğin kütlesi harcanan kütlelerin toplamıdır; başlangıçtaki toplam kütle, oluşan bileşik ile artan maddenin kütlesine eşittir.
Bileşik kütlesi grafikleri
İçinde belirli miktarda Y bulunan bir kaba azar azar X eklendiğini düşün. Y bitene kadar eklenen her X tepkimeye girer ve oluşan bileşiğin kütlesi eklenen X ile doğru orantılı olarak artar. Y tükendiği anda bileşik kütlesi en büyük değerine ulaşır; bundan sonra eklenen X tepkimeye girmez ve grafik yatay devam eder. Grafiğin kırıldığı noktada eklenen X kütlesi ile kaptaki Y kütlesi, iki elementin birleşme oranını verir. Kırılma noktasından sonra eklenen X ise artan maddedir.
Demir(II) sülfür deneyi
Demir tozu ile kükürt tozu karıştırıldığında önce bir karışım elde edilir; bu karışımdaki demir tozu mıknatısla çekilerek kükürtten ayrılabilir. Karışım ısıtılınca demir ile kükürt tepkimeye girer ve siyah renkli demir(II) sülfür (FeS) oluşur. Oluşan bileşikte demir ve kükürt kendi özelliklerini kaybeder; bileşikteki demir mıknatısla kükürtten ayrılamaz. Demir ile kükürt bu bileşikte kütlece 56 : 32 = 7 : 4 oranında birleşir. Deneyde kükürt fazla alınırsa demirin tamamı tepkimeye girer, kükürdün bir kısmı artar.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Bir kapta 15 g Y elementi bulunuyor. Kaba azar azar X elementi ekleniyor ve X ile Y yalnızca bir bileşik oluşturuyor. Oluşan bileşiğin kütlesi eklenen X kütlesiyle doğrusal artıyor; 20 g X eklendiğinde 35 g'a ulaşıyor ve sonra değişmiyor. X ile Y'nin birleşme oranı nedir? 28 g X ile 30 g Y tepkimeye sokulursa en çok kaç gram bileşik oluşur?
Çözüm. Grafik 20 g X eklendiğinde yataylaştığına göre 15 g Y'nin tamamı 20 g X ile birleşmiştir ve 20 + 15 = 35 g bileşik oluşmuştur. Birleşme oranı X : Y = 20 : 15 = 4 : 3 olur. 28 g X için 28 : 4 = 7, 30 g Y için 30 : 3 = 10 bulunur; bölümü küçük olan X tükenir. 28 g X ile 7 · 3 = 21 g Y birleşir; 28 + 21 = 49 g bileşik oluşur ve 30 − 21 = 9 g Y artar.
Örnek 2. Demir ve kükürt kütlece 7 : 4 oranında birleşerek demir(II) sülfür oluşturur. 14 g demir ile 10 g kükürt ısıtılırsa en çok kaç gram demir(II) sülfür oluşur? Hangi elementten kaç gram artar?
Çözüm. Demir için 14 : 7 = 2, kükürt için 10 : 4 = 2,5 bulunur; bölümü küçük olan demir tükenir. 14 g demirle 2 · 4 = 8 g kükürt birleşir. Oluşan demir(II) sülfür 14 + 8 = 22 g'dır ve 10 − 8 = 2 g kükürt artar. Kontrol: başlangıçtaki 24 g, 22 g bileşik ile 2 g kükürdün toplamına eşittir.
Sık yapılan hatalar
- Kütlesi küçük olan elementin her zaman tükeneceğini sanmak; karar, kütlenin oran payına bölümüyle verilir.
- Grafiğin yataylaştığı noktadan sonra eklenen maddenin de tepkimeye girdiğini düşünmek.
- Demir ile kükürt karışımını bileşik sanmak; ısıtılmadan önce demir mıknatısla ayrılabilir.
- Kütle / oran payı: küçük çıkan tükenir.
- Grafiğin kırıldığı nokta birleşme oranını verir; sonrası artan maddedir.
- Demir(II) sülfürde demir : kükürt = 7 : 4; karışımda demir mıknatısla ayrılır, bileşikte ayrılmaz.