Yukarıdaki sistemde O2 ve H2 gazları için verilen I–III yargılarından hangileri doğrudur?

, , , ,
1

17660837662524749135307938877804
176608376625247491353079388778041920×3409 1.35 MB

  2. kap 2. kap
    O2(g) Boş
    H2(g)
    M

Yukarıdaki sistemde 1. kapta aynı sıcaklıkta ve kütleleri eşit olan O2 ve H2 gazları vardır. M musluğu sabit sıcaklıkta kısa süreliğine açılıp tekrar kapatılıyor.

Gazlar arasında tepkime gerçekleşmediği bilindiğine göre,

I. Musluk açılmadan önce 1. kaptaki gazların mol sayıları arasında n_H2 = 16 n_O2 ilişkisi vardır.

II. Musluk açılıp kapatıldıktan sonra 2. kaptaki gazların mol sayıları arasında n_H2 = 4 n_O2 ilişkisi vardır.

III. Musluk açılıp kapatıldıktan sonra 1. kaptaki O2 gazının kütlece yüzdesi başlangıca göre artmıştır.

yargılarından hangileri doğrudur?
(H = 1 g/mol, O = 16 g/mol)

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) Yalnız III
D) I ve III
E) I, II ve III

dakika

Bu görsel, iki kap arasında kısa süreliğine açılıp kapatılan bir muslukla O2 ve H2 gazlarının davranışını konu alan bir kimya sorusudur; tepkime olmaksızın mol oranları ve kütlece yüzde değişimi hakkında yargıların doğruluğu sorulmaktadır.

2

Doğru cevap: D) I ve III

Önce soruyu özetleyelim, sonra maddeleri tek tek inceleyelim.

Soru Özeti

    1. kapta aynı sıcaklıkta, eşit kütlede O_2(g) ve H_2(g) var.
    1. kap başlangıçta boş (vakum).
  • Aradaki M musluğu kısa süreliğine açılıp kapatılıyor.
  • Gazlar arasında reaksiyon olmuyor.

Verilen önermeler:

I. Musluk açılmadan önce 1. kaptaki gazların mol sayıları arasında
n_{H_2} = 16\,n_{O_2} ilişkisi vardır.

II. Musluk açılıp kapatıldıktan sonra 2. kaptaki gazların mol sayıları arasında
n_{H_2} = 4\,n_{O_2} ilişkisi vardır.

III. Musluk açılıp kapatıldıktan sonra 1. kaptaki O_2 gazının kütlece yüzdesi başlangıca göre artmıştır.

1. Musluk açılmadan önceki durum (Madde I)

Kütleler eşit:

  • m_{H_2} = m_{O_2}
  • M_{H_2} = 2 \ \text{g/mol}
  • M_{O_2} = 32 \ \text{g/mol}

Mol sayıları:

n_{H_2} = \frac{m}{2}, \quad n_{O_2} = \frac{m}{32}

Bunları oranlayalım:

\frac{n_{H_2}}{n_{O_2}} = \frac{m/2}{m/32} = \frac{1/2}{1/32} = 16 \Rightarrow n_{H_2} = 16\,n_{O_2}

Madde I doğru.

2. Musluk açıldıktan sonra 2. kaptaki oran (Madde II)

    1. kap başlangıçta vakum; musluk açılınca her iki gaz da 2. kaba yayılır.
  • Aynı sıcaklıkta, ideal davranan farklı gazlar, eşit hacimlere aynı oranda yayılırlar.
    Yani 1. kaptan 2. kaba geçen H_2 ve O_2 mol sayıları, 1. kaptaki kendi mol miktarlarının aynı oranında olur.

Başlangıçta 1. kaptaki mol oranı:

\frac{n_{H_2}}{n_{O_2}} = 16

Bu oran, 2. kaba geçen mol sayıları için de değişmez. Dolayısıyla:

\frac{n_{H_2 (2.\,kap)}}{n_{O_2 (2.\,kap)}} = 16

Dolayısıyla n_{H_2} = 4\,n_{O_2} yanlıştır; doğru oran 16 olmalıydı.

Madde II yanlış.

3. 1. kaptaki $ O_2 $’nin kütlece yüzdesi (Madde III)

Başlangıçta 1. kapta:

  • Kütleler eşit: m_{H_2} = m_{O_2} = m
  • Toplam kütle: 2m

Başlangıçta $ O_2 $’nin kütlece yüzdesi:

\%O_2 = \frac{m}{2m} \cdot 100 = 50

Musluk açılınca, 1. kaptan 2. kaba:

  • H_2 ve O_2 molce aynı oranda geçer.
  • Fakat her molün kütlesi farklı olduğu için, kütlece bakınca hafif olan H_2 daha fazla mol içerdiği için, 1. kaptan oransal olarak daha çok H_2 kaçar.

Sonuç: 1. kapta geriye kalan gazlarda,

  • $ H_2 $’nin kütlesi diğerine göre daha fazla azalmış olur,
  • Dolayısıyla 1. kapta kalanlar içinde $ O_2 $’nin kütlece payı artar.

Madde III doğru.

Sonuç

  • I: Doğru
  • II: Yanlış
  • III: Doğru

Bu yüzden doğru seçenek: D) I ve III

TERİMLER:

İdeal gaz: Gerçek gazların, belirli sıcaklık ve basınç aralıklarında yaklaşık olarak uyduğu, basitleştirilmiş matematiksel model.

Mol sayısı ( n ): Bir maddenin tanecik (atom, molekül vb.) sayısını ölçen büyüklük; 1 mol, 6{,}02 \times 10^{23} tanecik içerir.