Konu anlatımı
Bazı sorularda denklem verilmez; bunun yerine maddelerin miktarlarının tepkime boyunca nasıl değiştiği verilir. Bu bilgilerden denklemin katsayıları ve hatta bilinmeyen bir ürünün formülü bulunabilir. Bu alt başlıkta mol değişimlerinden ve mol-zaman grafiklerinden denklem kurmayı göreceksin.
Değişimler katsayılarla orantılıdır
Bir tepkimede girenlerin mol sayıları azalır, ürünlerinkiler artar. Harcanan ve oluşan mol sayıları denklemdeki katsayılarla orantılıdır. Bu yüzden her maddenin mol sayısındaki değişim bulunur, değişimler en küçüğüne bölünerek tam sayılı orana getirilir ve bu sayılar katsayı olarak yazılır. Dikkat: katsayıları başlangıçtaki ya da sondaki mol sayıları değil, değişim miktarları belirler.
Mol-zaman grafikleri
Mol-zaman grafiğinde azalan doğrular girenleri, artan doğrular ürünleri gösterir. Tepkime bittiğinde bütün doğrular yataylaşır. Mol sayısı sıfıra inen giren tamamen harcanmıştır, yani sınırlayıcı bileşendir; mol sayısı sıfıra inmeden yataylaşan giren artan maddedir. Her doğrunun başlangıç ve bitiş değerleri arasındaki fark o maddenin mol değişimidir ve katsayılar bu farklardan bulunur.
Bilinmeyen formülü bulma
Katsayılar bulunduktan sonra bilinmeyen bir ürünün formülü, atomların korunumundan çıkarılır: denklemin iki yanında her elementin atom sayısı eşit olmalıdır. Örneğin 2X₂ + 3Y₂ → 2Z denkleminde solda 4 X ve 6 Y atomu vardır; sağdaki iki Z molekülü bu atomları paylaştığı için her Z molekülünde 2 X ve 3 Y atomu bulunur ve Z'nin formülü X₂Y₃ olur.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Kapalı bir kapta X ve Y gazları tepkimeye giriyor. Tepkime tamamlandığında X'in mol sayısı 0,8'den 0,2'ye, Y'ninki 0,2'den 0'a iniyor; ürün olan Z'nin mol sayısı ise 0'dan 0,4'e çıkıyor. Tepkimenin denklemi nedir? Hangi madde sınırlayıcıdır, hangisi artmıştır?
Çözüm. Mol değişimleri X için 0,8 − 0,2 = 0,6, Y için 0,2 − 0 = 0,2 ve Z için 0,4'tür. Değişimler en küçüğü olan 0,2'ye bölünürse 3 : 1 : 2 oranı bulunur; denklem 3X + Y → 2Z olur. Y tamamen harcandığı için sınırlayıcı bileşendir; X'ten 0,2 mol artmıştır. Katsayıları başlangıç mol sayılarından (0,8 ve 0,2) kurmak 4 : 1 gibi yanlış bir oran verir.
Örnek 2. 0,4 mol X₂ ile 0,6 mol Y₂ tamamen tepkimeye girerek 0,4 mol Z oluşturuyor ve başka ürün oluşmuyor. Z'nin formülü nedir?
Çözüm. Harcanan ve oluşan mol sayılarının oranı 0,4 : 0,6 : 0,4 = 2 : 3 : 2'dir; denklem 2X₂ + 3Y₂ → 2Z biçimindedir. Solda 4 X ve 6 Y atomu vardır. Atomlar korunduğu için iki Z molekülünde toplam 4 X ve 6 Y atomu bulunur; bir Z molekülünde 2 X ve 3 Y atomu vardır. Z'nin formülü X₂Y₃ olur.
Sık yapılan hatalar
- Katsayıları başlangıç ya da son mol sayılarından kurmak; katsayılar değişim miktarlarıyla orantılıdır.
- Mol-zaman grafiğinde yataylaşan her girenin tükendiğini sanmak; sıfıra inmeyen giren artmıştır.
- Ürün formülünü bulurken atom sayılarını katsayılara bölmeyi unutmak.
- Mol değişimleri oranı = katsayılar oranı.
- Grafikte sıfıra inen giren sınırlayıcı, sıfıra inmeden yataylaşan artandır.
- Bilinmeyen formül atomların korunumundan bulunur.