Online Kimya Özel Dersi Al

ÜCRET

KONU

TARİH

4. Kimyasal Tepkimelerde Hesaplamalar

Kimyasal Tepkimelerde Hesaplamalar
  • Kimyasal Tepkimelerde Hesaplamalar dersi, bize, bir kimyasal tepkime denklemine bakarak, nasıl hesap yapabileceğimizi öğretir.
  • Bu konu, içinde hesaplama bulunan bütün kimya ünitelerinde karşımıza çıkacaktır. Bu yüzden, özellikle sayısal düşünen öğrencilerin dikkat etmesi gereken önemli bir konudur.
  • Bu dersin anlaşılması için; Mol Kavramı ve Kimyasal Tepkime Denklemlerinin Denkleştirilmesi konusunun anlaşılmış olması gerekir.

Mol Kavramı ve Kimyasal Tepkime Denklemlerinin Denkleştirilmesi ile ilgili bir sorun yaşıyorsanız, aşağıdaki derslere tıklayarak, eksiğinizi giderebilirsiniz:

Kimyasal Hesaplamalar

  • Kimyasal hesaplamalar, tepkimelerdeki maddelerin;
    • mol sayılarını
    • kimyasal türlerinin sayısını
    • kütlelerini
    • hacimlerini hesaplama işlemidir.
  • Kimyasal tepkimelerde, bu özellikleri hesaplarken, daha çok “mol kavramı” kurallarından yararlanırız.

Bu bir reklamdır:

Kimyasal Hesaplamalarda Katsayıların Anlamı

Kimyasal tepkimelerde hesaplama yaparken, tepkime denklemindeki katsayılarından şöyle yararlanılır:

  1. Kimyasal tepkimelerde katsayıların oranı; maddelerin mol sayıları arasındaki oranı verir.

Öğretici Örnek:

4A + 2B → 3C

Yukarıdaki tepkimenin katsayılarına bakarak şunları söyleyebiliriz:

  • 4 mol A maddesi ile 2 mol B maddesi tepkimeye girer ve 3 mol C oluşur.
  • 8 mol A maddesi ile 4 mol B maddesi tepkimeye girer ve 6 mol C oluşur.
  • 12 mol A maddesi ile 6 mol B maddesi tepkimeye girer ve 9 mol C maddesi oluşur.
  1. Kimyasal tepkimelerde katsayıların oranı; maddelerin kimyasal türlerinin sayıları arasındaki oranı verir.

Öğretici Örnek:

4A + 2B → 3C

Yukarıdaki tepkimenin katsayılarına bakarak şunları söyleyebiliriz:

  • 4 tane A ile 2 tane B tepkimeye girer ve 3 tane C oluşur.
  • 8 tane A ile 4 tane B tepkimeye girer ve 6 tane C oluşur.
  • 12 tane A ile 6 tane B tepkimeye girer ve 9 tane C oluşur.

Bu bir reklamdır:

  1. Kimyasal tepkimelerde katsayıların oranı; aynı koşullardaki gazların hacimleri arasındaki oranı verir.

Öğretici Örnek:

4A(g) + 2B(g) → 3C(g)

Yukarıdaki tepkimenin katsayılarına bakarak şunları söyleyebiliriz:

  • 4 Litre A gazı ile 2 Litre B gazı tepkimeye girer ve 3 Litre C gazı oluşur.
  • 8 Litre A gazı ile 4 Litre B gazı tepkimeye girer ve 6 Litre C gazı oluşur.
  • 12 Litre A gazı ile 6 Litre B gazı tepkimeye girer ve 9 Litre C gazı oluşur.

Bu bir reklamdır:

Örnek:

3H2 + N2 → 2NH3

Yukarıdaki tepkimeye göre, 6 mol H2 (Hidrojen) kaç mol N2 (Azot) ile tepkime verir?

Katsayılar Mutlaka Olmalı

  • Kimyasal hesabın temelinde, tepkimedeki katsayılar yatar dedik.
  • Demek ki, bir kimyasal tepkime ile ilgili hesap yapabilmek için, öncelikle, tepkimedeki maddelerin katsayılarına bakmamız gerekiyor.
  • Tepkimelerin katsayıları, ancak, tepkime denkleştirilmişse bellidir.
  • Bu durumda, bir kimyasal tepkime denk değilse, hesap yapmaya başlamadan önce tepkimeyi denkleştirmemiz gerekir.

Bu bir reklamdır:

Örnek:

H2 + N2 → NH3

Yukarıdaki tepkimeye göre, 8 mol NH3 (Amonyak) oluşması için kaç mol H2 (Hidrojen) kullanılmalıdır?

Katsayıları Doğru Kullanmak

  • Kimyasal bir tepkimede katsayıların oranı her zaman, aşağıda verilen özelliklerin oranını verir:
    • Mol oranı
    • Sayı oranı
    • Sabit basınçtaki gazların hacim oranı
  • Katsayıların oranı, hiç bir zaman, maddelerin kütleleri arasındaki oranı vermez.

Örnek:

3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g)

Yukarıdaki tepkimeye göre, 12 litre N2 (Azot) gazının tam tepkimesinden, aynı şartlarda, kaç litre NH3 gazı oluşur?

Bu bir reklamdır:

Örnek:

3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g)

Yukarıdaki tepkimeye göre, 24 tane H2 (Hidrojen) molekülünün tam tepkimesinden, kaç tane NH3 (Amonyak) molekülü oluşur?

Soru Tipleri

  • Kimyasal hesaplamalar ile ilgili soru tipleri ne olursa olsun, kullanacağımız kural ve formüller hep aynıdır:
    • mol sayısı kuralları
    • katsayıların oranı.

Kimyasal hesaplama soruları, genelde şu tiplerde gelir:

1. Bir Maddenin Miktarı Verilir Diğeri Sorulursa

  • Yukarıda çözdüğümüz sorular bu tip sorulardır.
  • Bu tip sorularda, tepkimedeki maddelerden birinin miktarı verilir, diğerinin miktarı sorulur.
    • Bu sorular çözülürken, verilen ve sorulan maddelerin katsayıları arasındaki orana bakılır. Bu orana göre, sorulan maddenin miktarı hesaplanır.

Örnek:

CH4(g) + 2O2(g) →  CO2(g) + 2H2O(g) + ısı

Yukarıdaki tepkimeye göre, 48 gram Metan (CH4) gazı yandığında, kaç mol su (H2O) buharı oluşur? (C: 12 g/mol, H: 1 g/mol)

Bu bir reklamdır:

Örnek:

CH4(g) + 2O2(g) →  CO2(g) + 2H2O(g) + ısı

Yukarıdaki tepkimede, NK (Normal Koşullarda) 5,6 L CO2 (Karbon dioksit) gazı oluştuğuna göre, kaç gram O2 (Oksijen) gazı harcanmıştır? (O: 16 g/mol)

Bu bir reklamdır:

Örnek:

2Al(k) + 6HCl(suda) 2AlCl3(suda) + 3H2(g)

tepkimesine göre, oluşan H2 gazının normal koşullarda (NK) hacmi 6,72 litredir.

Buna göre tepkimede kaç tane Al atomu harcanmıştır?

2. Karışım Soruları

  • Bir karışımda, kimsenin tepkimesi kimseyi ilgilendirmez.
  • Karışımdaki maddelerin tepkimelerini ayrı ayrı yazmalıyız.
  • Karışımdaki her bir maddenin tepkimesi için, ayrı ayrı, yukarıda öğrendiğimiz kuralları kullanırız.

Örnek:

CH4 ile C2H6 gazlarından oluşan bir karışımın, 5 molü tamamen yanıyor ve bu karışımın yanmasından toplam 8 mol CO2 gazı oluşuyor.

Buna göre bu karışımdaki, CH4 ile C2H6 gazlarının kütleleri kaçar gramdır? (C: 12 g/mol, H: 1 g/mol)

Bu bir reklamdır:

Örnek:

Zn ile Agʼden oluşan 160 gramlık karışım, yeterince HCl ile tepkimeye girince NKA’da 44,8 L H2 gazı açığa çıktığına göre;

a) Karışımdaki gümüşün kütlesi kaç gramdır?
b) Karışımdaki gümüşün kütlece yüzdesi nedir? (Zn: 65 g/mol)

3. Mol Ağırlığı (MA) Soruları

Mol sayısı formülünden:

MA = m / n

  • Bu tip sorularda, tepkimedeki bir bileşiğin ya da elementin mol ağırlığını (MA) bulmamız gerekecek.
  • Bunu için bir şekilde, bu maddenin mol sayısına ve kütlesine ulaşmaya başarmalıyız çünkü; yukarıda da görüldüğü gibi, kütlesini mol sayısına bölünce, maddenin mol ağırlığı bulunur.

Bu bir reklamdır:

Örnek:

X + 2HBr XBr2 + H2(g)

Yukarıdaki tepkimeye göre, 16 gram X yeterince HBr ile tepkimeye girdiğinde NKA’da 0,4 mol H2 gazı açığa çıkıyor.

Buna göre X elementinin atom kütlesi kaçtır?

Bu bir reklamdır:

Örnek:

X(OH)2(k) + 2HNO3(suda) X(NO3)2(suda) + 2H2O(s)

tepkimesine göre 23,2 gram X(OH)2 yeterince HNO3 ile tepkimeye girdiğinde 14,4 gram H2O oluşuyor.

Buna göre X elementinin mol kütlesini hesaplayınız. (H: 1 g/mol, O: 16 g/mol)

4. Bileşik Formülü Bulma Soruları

Bileşik formülü bulma soruları iki çeşittir:

  1. Tepkime Denkleminden Bileşik Formülü Bulma Soruları
    • Bu tip sorularda, bir tepkime denklemi verilir yada kurulur. Tepkime bir şekilde eşitlenir. Eşit olan tepkimedeki atom sayıları da eşit olmalıdır. Bu kural düşünülerek formüldeki sayılar bulunur.
  2. Mol Sayılarından Bileşik Formülü Bulma Soruları
    • Bileşikteki bütün atomların ayrı ayrı mol sayıları bulunur. Bulunan mol sayıları, en küçük tam sayılara çevrilerek atomların altına yazılır. Bu şekilde bileşiğin kaba formülü elde edilir.

Örnek:

Formül Bulma Soruları

Yukarıdaki grafik, bir kimyasal tepkimeye ait hacim-zaman grafiğidir. Tepkimedeki maddelerin hepsinin gaz olduğu bilinmektedir.

Bu gazlar, aynı koşullarda olduğuna göre, XaYb gazının formülü nedir?

Bu bir reklamdır:

Örnek:

C, H, ve O elementlerinden oluşan bir bileşiğin 9,2 gramında; 4,8 gram C, 1,2 gram da H elementi vardır.

Buna göre bu bileşiğin kaba formülü nedir? (C: 12 g/mol, H: 1 g/mol, O: 16 g/mol)

5. Artan Madde Soruları

  • Artan madde sorularında, tepkimeye giren en az iki maddenin miktarları verilir. Fakat, katsayılara göre hesaplandığında, maddelerin biri diğerine fazla gelir.
    • Fazla gelen madde, diğer madde bittiği için artacaktır.
    • Artan maddelerin olduğu tepkimelerde, tamamen biten maddeye sınırlayıcı bileşen veya sınırlayıcı reaktif denir.

Örnek:

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Aynı koşullardaki, 15’er Litre N2 ve H2 gazı yukarıdaki denkleme göre tepkimeye giriyor.

Tepkime tam verimle gerçekleştiğine göre, artan gazın ve oluşan NH3 gazının hacmini hesaplayınız.

Bu bir reklamdır:

Örnek:

132 gram C3H8 ile 10 mol O2 gazı karışımının, tam verimle yanması sonucu, kaç mol CO2 gazı elde edilir.

Buna göre, bu tepkimede, hangi maddeden kaç gram artar? (C: 12 g/mol, H:1 g/mol, O: 16 g/mol)

Bu bir reklamdır:

Örnek:

Eşit kütledeki magnezyum ve oksijen tepkimesinden 20 gram magnezyum oksit elde edilmektedir.

Buna göre, bu tepkimde, başlangıçta alınan magnezyum ve oksijen miktarları ve artan elementin miktarı nedir? (O: 16 g/mol, Mg: 24 g/mol)

6. Yüzde Verim Soruları

  • Tam verimle gerçekleşen tepkimelerde, tepkimeye giren maddelerin en az biri sıfırlanır. Yani, tepkime sonuna kadar gerçekleşir.
  • Ürünlerin miktarı da, sıfırlanan (sınırlayıcı bileşenin) miktarına göre hesaplanan kadardır.
  • Bu şekilde, girenlerden en az birinin tükendiği tepkimeler, %100 verimle gerçekleşir.
  • Fakat gerçekte, bir çok tepkime, tam verimle gerçekleşmez. Yani, bir çok tepkimede, tam verime göre hesapladığımızdan daha az ürün oluşur. Böyle tepkimelerde, verim %100 değildir.
  • Bir tepkimede, hesaplanan ürün miktarına teorik (kuramsal) verim, tepkimede oluşan gerçek ürün miktarına da gerçek verim denir.
  • Yani teorik verim, beklenen ürün miktarıdır; gerçek verim, tepkimede oluşan ve elimize geçen ürün miktarıdır.

Bir tepkimenin yüzde verimi, şu formül ile hesaplanır:

Yüzde Verim
Yüzde Verim Formülü

Mesela; biz tepkimeden 5 mol madde beklerken, 3 mol oluştuysa, o tepkime %100 verimle gerçekleşmemiştir. Tepkimenin verimini şöyle hesaplayabiliriz:

% verim = ( 3 / 5 ) x 100
% verim = 60

Yani tepkime, %60 verimle gerçekleşmiştir.

Tepkimelerin veriminin, %100’den daha düşük olmasının çeşitli nedenleri olabilir. Bu nedenlerden bazıları aşağıda sıralanmıştır:

  • İstenmeyen başka tepkimeler gerçekleşerek istenen ürünün yanında yan ürünler oluşabilir veya oluşan ürünler kendi aralarında başka tepkimeler verebilir.
  • Bazı tepkimeler tersinir (geri dönebilir) tepkimedir. Oluşan ürünlerin bir kısmı tekrar başlangıçtaki maddeleri oluşturur.
  • Sulu çözeltiler gibi bazı ortamlardan ürünün alınması zordur. İşlemler sırasında madde kaybı olabilir.
  • Elde edilen ürünün saf olmayışı, saflaştırma yapılırken madde kaybı olması verimi düşürebilir.
  • Kullanılan sistem veya cihazlardan kaynaklanan hatalar olabilir.
  • Tepkimenin gerçekleştiği basınç ve sıcaklık koşullarına bağlı olarak maddenin bir kısmı tepkimeye girmeyebilir.

Örnek:

Bir tepkimede hesaplanan teorik verim 8 gramdır. Ancak elde edilen ürün 6,4 gramdır.

Buna göre, bu tepkimede % verim nedir?

Bu bir reklamdır:

Örnek:

Ca(k) + 2HCI(suda) → CaCl2(suda) + H2(g)

Yukarıdaki tepkimeye göre, Ca ve yeterince HCIʼin tepkimesinden, normal koşullarda 33,6 L H2 gazı oluşmaktadır.

Tepkimenin %75 verimle gerçekleştiği bilindiğine göre, başlangıçta kullanılan Ca kütlesi kaç gramdır? (Ca:40 g/mol)

Bu bir reklamdır:

Örnek:

16 gram kükürt (S) yandığında, NK’da 8,96 litre SO2 elde ediliyor.

Tepkimenin yüzde verimi kaçtır? (S: 32 g/mol)

7. Saf Olmayan Madde Soruları

  • Tabiatta saf madde bulmak oldukça zordur. Laboratuvarlarda kullanılan maddelerin bile neredeyse hepsi, %100 saf değildir.
    • Mesela; laboratuvar ortamında, rafından indirip, 40 gram Ca (Kalsiyum) metali tarttınız. Büyük ihtimal, tarttığınız Ca metalinin içinde 1-2 gram başka maddeler de vardır.
  • Bir maddenin içine karışmış başka maddelere safsızlık denir.
  • Safsızlığından dolayı, 40 gram sandığınız Ca metali ile gerçekleştirdiğiniz tepkimede, oluşacak ürünler, tam da 40 gram Ca metalinden beklenen kadar olmayacaktır.
  • Bir maddenin, saflık miktarı, yüzde olarak verilir.
    • Mesela, saflığı %80 olan Ca metalinden, 100 gram tartarsanız, tarttığınız Ca metalinin 20 gramı başka maddeler, 80 gramı gerçekten Ca metalidir.

Örnek:

MgCO3(k) → MgO(k) + CO2(g)

%50 saflıkta MgCO3 içeren 42 gramlık bir karışım, yukarıdaki tepkimeye göre ayrışıyor.

Tepkimede kaç gram MgO oluştuğunu ve oluşan CO2 gazının, NK’daki hacmini hesaplayınız. (C: 12 g/mol, O: 16 g/mol, Mg: 24 g/mol)

Bu bir reklamdır:

DERSİN SONU

Kimya Özel Dersi Al

Yorum yaparak bize destek olabilirsiniz.

5 yorum “4. Kimyasal Tepkimelerde Hesaplamalar”

Bir cevap yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Şu kadar HTML serbest:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>