Denkleştirilmiş denklemden mol oranları; mol-kütle-hacim hesapları; sınırlayıcı (tükenen) ve artan bileşen; teorik verim, gerçek verim ve yüzde verim; saflık hesabı; gerçek hayattan stokiyometri (hava yastığı, gübre üretimi).
Denklemden mol oranı
Denkleştirilmiş denklemin katsayıları mol oranını verir.
N₂ + 3H₂ → 2NH₃ → 1 mol N₂ : 3 mol H₂ : 2 mol NH₃
Hesaplama adımları:
- Denklemi denkleştir
- Verilen maddeyi mole çevir
- Katsayılarla istenen maddenin molünü bul
- İstenen birime (g, L, tane) çevir
Örnek: 6 g H₂ ile yeterince N₂ tepkimeye girerse kaç g NH₃ oluşur?
→ 6/2 = 3 mol H₂ → 3 · (2/3) = 2 mol NH₃ → 2 · 17 = 34 g
Sınırlayıcı bileşen
Tepkimeye girenlerden ilk tükenen madde sınırlayıcı bileşendir; ürün miktarını o belirler. Diğeri artar.
Örnek: 4 mol H₂ ile 3 mol O₂ tepkimeye giriyor: 2H₂ + O₂ → 2H₂O
- 4 mol H₂ için 2 mol O₂ gerekir; 3 mol var → O₂ artar (1 mol)
- H₂ sınırlayıcıdır → 4 mol H₂O oluşur
💡 Sandviç benzetmesi: 10 ekmek dilimi ve 3 dilim peynirle her sandviçte 2 ekmek 1 peynir varsa yalnızca 3 sandviç yapılır; peynir sınırlayıcıdır, 4 ekmek artar.
Verim ve saflık
- Teorik verim: Hesapla bulunan en fazla ürün miktarı
- Gerçek verim: Deneyde elde edilen miktar (kayıplar, yan tepkimeler nedeniyle genelde daha az)
- Yüzde verim = gerçek / teorik × 100
→ Teorik 50 g, elde edilen 40 g → %80
Saflık: 200 g kireç taşının %75’i CaCO₃ ise saf CaCO₃ = 150 g
→ CaCO₃ → CaO + CO₂: 150/100 = 1,5 mol → 1,5 mol CO₂ = 66 g
Gerçek hayat: Araçlardaki hava yastıkları, çarpışma anında sodyum azidin (NaN₃) hızla ayrışıp belirli miktarda N₂ gazı üretmesiyle şişer; gereken gaz miktarı stokiyometriyle hesaplanır.
Kavramlar
- stokiyometri
- tepkime hesaplamaları
- sınırlayıcı bileşen
- ilk tükenen madde
- artan bileşen
- tepkime sonunda kalan madde
- teorik verim
- hesaplanan en fazla ürün
- yüzde verim
- gerçek / teorik × 100
- Katsayılar mol oranını verir
- Hesap: mol’e çevir → oran → istenen birime çevir
- İlk tükenen madde sınırlayıcıdır, ürünü o belirler
- Yüzde verim = gerçek / teorik × 100
- Saflık: karışımdaki saf madde kütlesi
- Hava yastığı stokiyometri uygulamasıdır
Örnek soru ve çözümü
8 g CH₄ yeterince O₂ ile yakılırsa kaç g CO₂ oluşur? (CH₄: 16, CO₂: 44)
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O; 8/16 = 0,5 mol CH₄ → 0,5 mol CO₂ → 22 g.
Çözümlü örnekler
1. 2H₂ + O₂ → 2H₂O tepkimesinde 5 mol O₂ ile kaç mol H₂O oluşur? (H₂ yeterli) Kolay
Çözüm10 mol.
2. 3 mol N₂ ve 6 mol H₂ tepkimeye giriyor (N₂ + 3H₂ → 2NH₃). Sınırlayıcı bileşen ve oluşan NH₃? Orta
Çözüm6 mol H₂ için 2 mol N₂ gerekir; H₂ sınırlayıcı, 1 mol N₂ artar, 4 mol NH₃ oluşur.
3. Teorik olarak 90 g ürün beklenen bir tepkimede verim %60 ise kaç g ürün elde edilir? Zor
Çözüm90 · 0,6 = 54 g.
Sık yapılan hatalar
- Kütleleri doğrudan katsayılarla oranlamak (önce mole çevrilmeli).
- Fazla olan maddeyi sınırlayıcı sanmak.
- Denklemi denkleştirmeden hesap yapmak.
Biliyor muydun?
Haber-Bosch yöntemiyle havadaki azottan amonyak (gübre) üretimi o kadar önemlidir ki bugün dünya nüfusunun yaklaşık yarısının bu yöntemle üretilen gübrelerle yetişen gıdalarla beslendiği tahmin edilir!