Konu anlatımı
Denkleştirilmiş bir denklem bir tarif gibidir: hangi maddeden ne kadar kullanılırsa ne kadar ürün elde edileceğini söyler. Bu alt başlıkta katsayıları kullanarak bir maddenin miktarından ötekinin miktarına geçmeyi ve sonucu kütle ya da gaz hacmi olarak vermeyi göreceksin.
Katsayılar mol oranıdır
Denkleştirilmiş bir denklemdeki katsayılar, tepkimeye giren ve oluşan maddelerin tanecik sayıları ve mol sayıları arasındaki oranı gösterir. N₂ + 3H₂ → 2NH₃ denklemi 1 mol azotun 3 mol hidrojenle tepkimeye girerek 2 mol amonyak oluşturduğunu anlatır. Katsayılar kütle oranını göstermez: 1 mol azot 28 g, 3 mol hidrojen 6 g'dır ve kütle oranı 1 : 3 değil 14 : 3 olur. Bu yüzden hesaplarda katsayılar ancak mol sayıları üzerinden kullanılır.
Üç adımlı yöntem
Denklem hesapları üç adımda yapılır. Birinci adımda verilen miktar mole çevrilir: kütle mol kütlesine, normal şartlardaki gaz hacmi 22,4 L'ye, tanecik sayısı Avogadro sayısına bölünür. İkinci adımda katsayı oranı kullanılarak istenen maddenin mol sayısı bulunur. Üçüncü adımda bu mol sayısı istenen büyüklüğe çevrilir. Son olarak kütlenin korunumu ile kontrol yapılabilir: tepkimeye giren maddelerin kütleleri toplamı oluşan maddelerinkine eşit olmalıdır.
Metal ve asit tepkimeleri
Aktif metallerin asitlerle tepkimesinde hidrojen gazı oluşur; bu tepkimeler denklem hesaplarında sık kullanılır: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ ve Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. Bu denklemlerde 1 mol metalden 1 mol hidrojen gazı oluşur ve 2 mol hidroklorik asit harcanır. Oluşan hidrojenin normal şartlardaki hacmi, mol sayısının 22,4 ile çarpılmasıyla bulunur.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. N₂ + 3H₂ → 2NH₃ tepkimesinde 0,6 mol hidrojen tamamen harcanıyor. Kaç gram azot harcanır ve kaç gram amonyak oluşur? (H: 1, N: 14)
Çözüm. Katsayılara göre 3 mol hidrojen 1 mol azotla tepkimeye girer ve 2 mol amonyak oluşur. 0,6 mol hidrojen için 0,6 / 3 = 0,2 mol azot harcanır; bu 0,2 · 28 = 5,6 g'dır. Oluşan amonyak 0,6 · 2/3 = 0,4 mol, yani 0,4 · 17 = 6,8 g'dır. Kontrol: harcanan hidrojen 1,2 g olduğu için 5,6 + 1,2 = 6,8 g.
Örnek 2. 4,8 g metan CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O tepkimesine göre tamamen yakılıyor. Kaç gram oksijen harcanır? Oluşan karbon dioksit normal şartlarda kaç litre hacim kaplar? (H: 1, C: 12, O: 16)
Çözüm. Metan 4,8 / 16 = 0,3 mol'dür. Katsayılara göre 0,3 mol metan 0,6 mol oksijenle tepkimeye girer; harcanan oksijen 0,6 · 32 = 19,2 g'dır. Oluşan karbon dioksit 0,3 mol'dür ve normal şartlarda 0,3 · 22,4 = 6,72 L hacim kaplar. Oluşan su ise 0,6 mol, yani 10,8 g'dır.
Örnek 3. 3,6 g magnezyum yeterince hidroklorik asitle Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ tepkimesine göre tamamen tepkimeye giriyor. Normal şartlarda kaç litre hidrojen gazı oluşur ve kaç mol asit harcanır? (Mg: 24)
Çözüm. Magnezyum 3,6 / 24 = 0,15 mol'dür. Denkleme göre 1 mol magnezyumdan 1 mol hidrojen oluştuğu için 0,15 mol hidrojen oluşur; normal şartlardaki hacmi 0,15 · 22,4 = 3,36 L'dir. Her mol magnezyum için 2 mol asit harcandığından 0,3 mol hidroklorik asit harcanır.
Sık yapılan hatalar
- Katsayıları kütlelere doğrudan uygulamak; önce mole geçilmelidir.
- Normal şartlarda gaz hacmini hesaplarken 22,4 ile bölmek ile çarpmayı karıştırmak.
- Denkleştirilmemiş denklemle hesap yapmak.
- Katsayılar mol oranıdır, kütle oranı değildir.
- Verilen → mol → katsayı oranı → istenen büyüklük.
- Sonucu kütlenin korunumu ile kontrol et.