Mol Kavramı ve Kimyasal Hesaplamalar · Görsel anlatım

Sıfırdan1 / 16

Kömür, su ve demir: kütleleri farklı

Terazilerde $12$ g kömür (karbon), $18$ g su ve $56$ g demir duruyor. Kütleleri birbirinden çok farklı. Peki hangisinde daha çok tanecik var?

Sıfırdan2 / 16

Üçünde de aynı sayıda tanecik

Büyüteçte tanecikler görünüyor: karbon atomları, su molekülleri, demir atomları. Üç örneğin her birinde $6{,}02 \cdot 10^{23}$ tanecik var. Bu sayıya Avogadro sayısı, bu kadar taneciğe 1 mol denir.

1\ \text{mol} = 6{,}02 \cdot 10^{23}\ \text{tanecik}

Sıfırdan3 / 16

Kapalı şişede kütle korunur

Şişede mermer ( $\text{CaCO}_3$ ) asitle tepkimeye giriyor, $\text{CO}_2$ gazı çıkıyor. Kapak kapalıyken terazi hiç değişmiyor. Kapak açılınca gaz kaçar ve terazi $0{,}44$ g düşer.

m_{\text{girenler}} = m_{\text{ürünler}}

Dene: Kapak açılınca terazideki sayıyı izle.

Sıfırdan4 / 16

Demir ve kükürt hep aynı oranda birleşir

$14$ g demir ile $10$ g kükürt ısıtılıyor. Her demir atomu tek bir kükürt atomu alır ve FeS oluşur. Demir bitince fazla kükürt artar: $2$ g.

m_{\text{Fe}} : m_{\text{S}} = 56 : 32 = 7 : 4

Hızlı soru

$21$ g demirle tam tepkimeye giren kükürt kaç gramdır? ( $m_{\text{Fe}} : m_{\text{S}} = 7 : 4$ )

$m_{\text{S}} = 21 \cdot \dfrac{4}{7} = 12$ g. Oran sabit olduğu için demir kaç katına çıkarsa kükürt de o kadar artar.

Temel5 / 16

Klor atomlarının ortalama kütlesi

Bütün klor çekirdeklerinde $17$ proton (yeşil) var, nötron (gri) sayısı ise farklı: dört atomdan üçü $^{35}\text{Cl}$ , biri $^{37}\text{Cl}$ . Kalası dengeleyen nokta ortalamadır: $36$ değil, $35{,}5$ .

\bar{A} = 35 \cdot 0{,}75 + 37 \cdot 0{,}25 = 35{,}5

Temel6 / 16

Bolluk değişince ortalama kayar

İzotopların bolluğu değişirse ortalama da değişir; ortalama her zaman bol olan izotopa yakındır. Periyodik tablodaki kütleler ( $\text{Cl} = 35{,}5$ , $\text{Cu} = 63{,}5$ ) bu yüzden kesirlidir.

Dene: Sürgüyle ağır izotop sayısını değiştir; dayanağın nereye kaydığını izle.

Temel7 / 16

Bir mol gaz: 22,4 litre ve 44 gram

Normal şartlarda ( $0\,^\circ\text{C}$ , $1$ atm) $1$ mol $\text{CO}_2$ gazı $22{,}4$ L'lik küpü doldurur ve $44$ g gelir; içinde $6{,}02 \cdot 10^{23}$ molekül vardır. Mol, kütleyi, tanecik sayısını ve hacmi birbirine bağlar.

n = \dfrac{m}{M_A} = \dfrac{N}{N_A} = \dfrac{V}{22{,}4}

Temel8 / 16

Mol değişince üç nicelik birlikte değişir

$8{,}8$ g $\text{CO}_2$ için $n = 8{,}8 / 44 = 0{,}2$ mol. Küp $0{,}2 \cdot 22{,}4 = 4{,}48$ L olur, içindeki molekül sayısı $0{,}2\,N_A$ 'dır.

Dene: Mol sayısını değiştir: kütle, hacim ve molekül sayısı aynı oranda değişir.

Hızlı soru

NŞ'de $11$ g $\text{CO}_2$ kaç litre yer kaplar? ( $\text{CO}_2 = 44$ g/mol)

$n = 11 / 44 = 0{,}25$ mol; $V = 0{,}25 \cdot 22{,}4 = 5{,}6$ L.

Orta9 / 16

Yanmada atomlar yeniden dizilir

Bir propan ( $\text{C}_3\text{H}_8$ ) ve beş oksijen molekülü tepkimeye giriyor. Bağlar kopar; atomlar üç $\text{CO}_2$ ve dört $\text{H}_2\text{O}$ molekülünde yeniden birleşir. Hiçbir atom kaybolmaz.

\text{C}_3\text{H}_8 + 5\,\text{O}_2 \longrightarrow 3\,\text{CO}_2 + 4\,\text{H}_2\text{O}

Orta10 / 16

Denkleştirme: iki yanda atomları say

Her elementin atom sayısı iki yanda eşit olmalı: $3$ C, $8$ H, $10$ O. Yalnızca katsayıları değiştiririz; alt indis maddenin kimliğidir. Önce C, sonra H, en son O denkleştirilir.

Dene: Seçenekle C, H ve O atomlarını ayrı ayrı say; soluk olanlar girenlerin yeridir.

Hızlı soru

$\text{CH}_4 + \text{O}_2 \longrightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$ denkleştirilince $\text{O}_2$ 'nin katsayısı kaç olur?

C: $1\,\text{CO}_2$ ; H: $2\,\text{H}_2\text{O}$ . Sağda $2 + 2 = 4$ O var, solda $2\,\text{O}_2$ gerekir.

Orta11 / 16

Katsayılar mol oranını verir

Her $1$ $\text{N}_2$ için $3$ $\text{H}_2$ gerekir ve $2$ $\text{NH}_3$ oluşur. Kapta $2$ $\text{N}_2$ ve $6$ $\text{H}_2$ var: tam oran, hiçbir madde artmaz. Katsayılar kütle oranı değil, mol oranıdır.

\text{N}_2 + 3\,\text{H}_2 \longrightarrow 2\,\text{NH}_3

Orta12 / 16

İki berrak çözelti: sarı katı çöker

Solda kurşun(II) nitrat, sağda potasyum iyodür çözeltisi. Bölme kalkınca $\text{Pb}^{2+}$ ve $\text{I}^-$ buluşur, suda çözünmeyen sarı $\text{PbI}_2$ dibe çöker. Soluk $\text{K}^+$ ve $\text{NO}_3^-$ suda kalır.

\text{Pb}^{2+} + 2\,\text{I}^- \longrightarrow \text{PbI}_2(\text{k})

Sınav13 / 16

Önce biten madde ürünü belirler

Kapta $2$ $\text{N}_2$ ama yalnızca $3$ $\text{H}_2$ var. Hidrojen bir $\text{N}_2$ 'ye yeter: $2$ $\text{NH}_3$ oluşur, bir $\text{N}_2$ artar. Önce biten $\text{H}_2$ sınırlayıcı bileşendir.

\dfrac{n_{\text{N}_2}}{1} = 2 \;>\; \dfrac{n_{\text{H}_2}}{3} = 1

Hızlı soru

$3$ mol $\text{N}_2$ ile $6$ mol $\text{H}_2$ tam verimle tepkimeye giriyor. Kaç mol $\text{NH}_3$ oluşur?

$\text{N}_2$ : $3/1 = 3$ ; $\text{H}_2$ : $6/3 = 2$ . $\text{H}_2$ sınırlayıcıdır: $6$ mol $\text{H}_2$ , $\dfrac{2}{3} \cdot 6 = 4$ mol $\text{NH}_3$ verir.

Sınav14 / 16

Hidrojen fazlaysa azot sınırlar

Şimdi $9$ $\text{H}_2$ var. İki $\text{N}_2$ yalnızca $6$ $\text{H}_2$ harcar: $4$ $\text{NH}_3$ oluşur, $3$ $\text{H}_2$ artar. Sınırlayıcı, sayısı az olan değil, mol / katsayı oranı küçük olandır.

Dene: $\text{H}_2$ sayısını $3$ , $6$ ve $9$ yap; hangi maddenin arttığına bak.

Sınav15 / 16

Yüzde verim: gerçek ürün bölü teorik ürün

$200$ kg kireç taşından ( $\text{CaCO}_3$ ) denkleme göre $112$ kg CaO çıkmalı: bu teorik üründür. Kayıplar yüzünden $89{,}6$ kg elde edildi. İkisinin oranı yüzde verimdir: $\%80$ .

\%\ \text{verim} = \dfrac{\text{gerçek}}{\text{teorik}} \cdot 100

Dene: Verimi değiştir; kavanozdaki kayıp kısmı izle.

Hızlı soru

Teorik verimi $20$ g olan bir tepkimeden $15$ g ürün elde ediliyor. Yüzde verim kaçtır?

$\dfrac{15}{20} \cdot 100 = 75$ . Yüzde verim $100$ 'ü geçemez.

Sınav16 / 16

Özet: her hesap molden geçer

Kütle korunur; bileşikte kütle oranı sabittir. Mol köprüsü: $n = m/M_A = N/N_A = V/22{,}4$ . Katsayılar mol oranıdır; mol / katsayı oranı küçük olan sınırlayıcıdır. Verim en sonda uygulanır.

Görsel anlatım bitti

Örnekler ve çıkmış sorular Sıradaki: Atomun Kuantum Modeligörsel