Kimyasal Tepkimelerde Verim Soruları

kimyasal tepkimelerde verim soruları

Kimyasal Tepkimelerde Hesaplamalar Soruları ve Çözümleri Sınıf

Kimyasal tepkimeler gerçekleşirken çevre ile ısı alışverişi meydana gelir. Gerçekleşirken çevreden ısı alan tepkimelere endotermik tepkime, çevreye ısı veren tepkimelere ekzotermik tepkime denir. Analiz tepkimeleri ve N2 gazının yanması olayları endotermik; diğer yanma olayları, nötrleşme ve sentez tepkimeleri ekzotermik tepkimelerdir.

KİMYASAL HESAPLAMALAR: Kimyasal olaylarda harcanan veya oluşan madde miktarlarının hesaplanmasına kimyasal hesaplama (stoklyometri) denir. Kimyasal hesaplama yapılırken,
1. Tepkime denklemi yazılır ve denkleştirilir.
2. Miktarı verilen maddenin mol sayısı hesaplanır.
3. Hesaplanan maddenin mol sayısından denklemdeki katsayılar yardımıyla miktarı istenen maddenin mol sayısına geçiş yapılır.
4. Safsızlık içeren maddelerin saf olan kısmı tepkimeye girer. Saf olan kısım mole çevrilerek hesaplama yapılır.
5. Tepkimeye giren maddelerden en az biri tamamen tükeniyorsa tam verimli tepkime gerçekleşir.

Sınırlayıcı Bileşen Soruları: Bir tepkimede tamamı harcanan ve oluşan madde miktarını belirleyen maddeye sınırlayıcı bileşen denir.

Verim Hesabı: Daha önce de bahsettiğimiz gibi bir tepkimeye giren maddelerden en az bir tanesi tükeniyorsa tam verimli tepkime gerçekleşir. Tepkime tam verimli değilse maddeler tepkimenin verimine göre harcanır ve oluşur.

Teorik Verim: Bir kimyasal tepkimede tepkimenin tam verimle gerçekleştiği kabul edilerek hesaplanan madde miktarıdır.

Gerçek Verim: Tepkimede oluşması beklenen değil gerçekte oluşan madde miktarıdır. Gerçek verimin daha düşük olması tepkimenin tam verimle gerçekleşmediği anlamına gelir. Bu tür tepkimelerde farklı etkenler verimin azalmasına yol açabilir. Tepkimenin denge halinde (çift yönlü yani tersinir) gerçekleşmesi, tepkimeye giren maddelerin safsızlık içermesi, tepkime sırasındaki madde kayıpları, tepkime esnasında ikinci bir tepkimenin daha gerçekleşerek reaktifleri kullanması gibi faktörler verimin % olmamasının nedenleridir.

Kimyasal Tepkimelerde Hesaplamalar Konu Anlatımı

Merhaba arkadaşlar size bu yazımızda Kimya Konuları hakkında bilgi vereceğiz. Yazımızı okuyarak bilgi sahibi olabilirsiniz. Kimyasal Tepkimelerde Hesaplamalar Nedir? sorusunun cevabı aşağıda sizleri bekliyor

Kimyasal tepkimelerin denkleştirilmesi sırasında kullanılan katsayılar tepkimede bulunan maddelerin tepkimeye girme oranlarını oluşturur. Bu orana sitokiyometrik oran denir. Bir kimyasal tepkimede miktar hesabı yaparken sitokiyometrik oran kullanılır.

Kimyasal tepkimelerde maddelerin mol sayıları, kütleleri, tanecik sayıları ve hacimleri arasında her zaman doğru orantı vardır. Maddelerin miktarları arasında geçişler yapılırken tepkime denklemindeki katsayılardan yararlanılır.

ornek

Tepkimede her bir bileşenin önündeki sayılar kullanılarak bir oran oluşturulur. Görüldüğü üzere N₂ nin önünde 1 (1 rakamı yazılmaz), H₂ nin önünde 3, NH₃ ün önünde 2 katsayısı vardır. Yani 1 tane N₂ ile 3 tane H₂ tepkimeye girer 2 tane NH₃oluşur. Bu oran () hacim (yalnızca gazlarda), kütle ve mol miktarları hesaplanırken kullanılır.

Kimyasal tepkimelerde işlem yaparken özel bir formüle ihtiyaç duymadan bileşenler arasında doğru oranın kurulduğunda sonuca ulaşılabilir. Bununla birlikte kütle, mol sayısı, mol kütlesi ve avogadro sayısı arasında ilişki kurmak için daha önce verdiğimiz formülleri kullanabilirsiniz. Basit oran-orantı yerine formül kullanmanız yalnızca işlem hızınızı arttırır.

Mol sayısı ile molekül kütlesi, kütle, hacim, tanecik sayısı ve avogadro sayısı arasındaki ilişki:

mol kütlesi-mol ilişkisi: n = m/M_A(mol = kütle/mol kütlesi)

tanecik sayısı-mol ilişkisi: n = N/N_A(mol = tanecik sayısı/avogadro sayısı)

mol hacmi-mol ilişkisi: n = V/22,4 ( mol = hacim/22,4)

*Normal şartlar altında (1 atm basınç ve 0 ^oC sıcaklık) 1 mol gaz 22,4 L hacim kaplar.

Formül Bulma

Bir bileşiğe ait basit (kaba) formül ve gerçek formülden bahsedebiliriz. Basit formülde atom cinsi ve atomların sayıca birleşme oranı belirtilir. Gerçek formülde ise atom cinsi ile birlikte atomların gerçek sayıları belirtilir. Örneğin;

Gerçek formülü C6H12O6 olan glikozun basit formülü CH2O dur.

Basit formül kütlesi bilinen bir bileşiğin gerçek formül kütlesi aşağıdaki eşitlikle bulunur:

Gerçek formül kütlesi = n.(basit formül kütlesi)

n sayısı herhangi bir katsayıdır. Gerçek formül kütlesi bileşiğin 1 molünün kütlesidir, yani mol kütlesidir. Mol kütlesi işlemlerini kimyasal tepkimelerde kullanacağız. Bir bileşiğin gerçek formülünün bilinebilmesi için, bileşiği oluşturan atomların cinsi ile bu atomların bileşikteki gerçek sayısı ve elementlerin atom ağırlığının bilinmesi gerekir.

Sınırlayıcı Bileşen Bulma (Artanlı tepkimeler)

Tam verimli tepkimelerde tepkimeye giren maddelerden biri ya da bir kaçı mutlaka tükenmiş olmalıdır. Tepkimeye giren maddelerden biri tükendiğinde tepkime devam etmez, durur. Bu nedenle tükenen maddeye sınırlayıcı bileşen denir.

Tam verimli tepkimelerde tepkimeye giren maddelerden birinden bir miktar artmış olabilir. Tepkime sonunda ortamda tepkimeye girmeden kalan bu maddeye artan madde, bu tür tepkimelere artanlı tepkime denir.

*Artanlı tepkimelerde giren maddelerden eşit kütlede alınmışsa daima çok harcanan tükenir. Aynı şekilde eşit mol sayıda alınmışsa tepkime katsayısı büyük olan tükenir.

Karışım Problemleri

Karışım problemlerinde, karışımı oluşturan maddelerin birbirleri ile tepkimeye girmesi söz konusudur. Bu tür sorularda hangi maddelerin birbiri ile tepkimeye girebildiği ya da giremediği bilinmelidir. Tepkime gerçekleşiyorsa tepkime denklemi yazılmalıdır.

Tepkime Verimi Bulma

Yüzde Verim Hesaplama

Bir tepkimenin teorik verimini, sınırlayıcı bileşen belirler. Bir başka deyişle teorik verim, sınırlayıcı bileşenin tümüyle kullanılması hâlinde oluşabilecek ürün miktarıdır. Teorik verim, elde edilebilecek en yüksek verim olup denkleştirilmiş tepkimeden sayısal olarak hesaplanabilir. Uygulamada ise gerçek verim kullanılır ve gerçek verim tepkime sonunda oluşan ürün miktarıdır. Burada gerçek verim daima teorik verimden küçüktür. Kimyasal tepkimelerde tepkime verimini düşüren birçok neden olabilir. Esas tepkimenin yanında yürüyen ikinci bir tepkimenin reaktifleri kullanması, reaksiyonun dengede olması (Dengedeki tepkimede hem tepkimeye girenler hem de ürünler bulunur.), tepkime esnasındaki madde kayıpları, kullanılan maddenin yeterince saf olmaması gibi örnekler verilebilir.

Sınıf Kimya Konuları için Tıklayınız

Sınıfta Yer Alan Diğer Ders ve Konuları için Tıklayınız

Kimyasal Tepkimelerde Hesaplamalar, Kimyasal Tepkimelerde Hesaplamalar Konu Anlatımı

Tepkimeye Giren Sınırlayıcı Madde ve Tepkime Verimi

If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Bağlandığınız bilgisayar bir web filtresi kullanıyorsa, *seafoodplus.info ve *seafoodplus.info adreslerinin engellerini kaldırmayı unutmayın.

Sınırlayıcı madde ve teorik verim

Klasik bir bilmece: 5 sosisiniz ve 4 ekmeğiniz varsa kaç sosisli sandviç yapabilirsiniz?

Sosislerin ve ekmekler arasında , colon, 1 bir oran olduğundan, dört tane sosisli sandviç yapabiliriz. Ekmeğimiz bittiğinde, sosisli sandviç yapamayız, öyle değil mi? Bu durumda, sandviç ekmeklerinin, başka bir deyişle, yapabileceğimiz toplam sosisli sandviç sayısı üzerinde sınırlayıcı bir etkiye sahip olduğunu da söyleyebiliriz.

İşte aynen bu şekilde, tepkimeye giren maddeler de, tepkime sonucunda elde edilecek ürünün miktarını belirleyebilirler. Bu durum ortaya çıktığında, tepkimeye giren bu maddeden sınırlayıcı madde (ya da sınırlayıcı tepkiyen) olarak bahsedilir. Sınırlayıcı madde tükendiğinde elde ettiğimiz ürün miktarı da teorik verim olarak adlandırılır. Sosisli sandviç örneğimizi ele alacak olursak, elimizdeki ekmek sayısına bağlı olarak teorik verimin dört sosisli olduğunu belirlemiştik.

Bu kadar sosisli muhabbeti yeter, öyle değil mi? Bir sonraki örnekte, gerçek bir tepkime üzerinden sınırlayıcı maddenin ve teorik verimin nasıl hesaplandığını göreceğiz.

1. Örnek: Teorik verimi bulmak için sınırlayıcı maddeyi kullanalım

Al(s)'nin 2,80g'lık bir örneği, g'lık bir ClX2(g) örneği ile aşağıda gösterilen denkleme göre tepkimeye giriyor.

2Al(s)+3ClX2(g)→2AlClX3(s)

AlClX3'Ün bu tepkimedeki teorik verimi nedir?

Bu problemi çözmek için, tepkimeye giren maddelerden hangisinin Al mi yoksa ClX2 mi, sınırlayıcı madde olduğunu belirlememiz gerekiyor. Bunu, tepkimeye giren maddelerin kütlelerinden mol sayılarını bulup, sonra da denkleştirilmiş tepkimenin mol oranlarını kullanarak sınırlayıcı maddenin hangisi olduğunu belirleyerek yapabiliriz. Ardından da, sınırlayıcı maddenin miktarını kullanarak, AlClX3'ün teorik verimini hesaplayabiliriz.

Birinci adım: Tepkimeye giren maddelerin kütlelerini mole çevirin

Mol kütlelerini kullanarak, Al ve ClX2'nin kütlelerinden, mol sayısına geçelim:

2,80g Al4,15g Cl2×26,98g Al1mol Al=1,04×10−1mol Al×70,90g Cl21mol Cl2=5,85×10−2mol Cl2

İkinci adım: Sınırlayıcı maddeyi belirleyin

Al ve ClX2'nin mol sayılarını bulduğumuza göre, aralarından hangisinin sınırlayıcı madde olduğunu bulabiliriz. Aşağıda da göreceğiniz gibi, bunu yapmanın birden fazla farklı yolu var ancak bu yolların her birinde mol oranı kavramından yardım alıyoruz. Yöntemlerin hepsi aynı sonucu verdiği için hangisini kullanmak istediğinize kendiniz karar verebilirsiniz!

1. Yöntem: Birinci yöntemde, Al ve ClX2'nin denkleştirilmiş denklemdeki mol oranı ile gerçekte var olan mol oranını karşılaştırarak, sınırlayıcı maddenin hangisi olduğuna karar vereceğiz. Bu örnekte, Al ve ClX2 arasındaki, denkleştirilmiş tepkimeye dayalı mol oranı aşağıdaki gibidir:

Cl2 mol sayısıAl mol sayısı(gerekli olan)=32=0,66start fraction, start text, A, l, space, m, o, l, space, s, a, y, ı, s, ı, end text, divided by, start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, space, m, o, l, space, s, a, y, ı, s, ı, end text, end fraction, start text, left parenthesis, g, e, r, e, k, l, i, space, o, l, a, n, right parenthesis, end text, equals, start fraction, 2, divided by, 3, end fraction, equals, 0, comma, 6, start overline, 6, end overline

Cl2 mol sayısıAl mol sayısı(gerçek)=5,85×10−21,04×10−1=1,78start fraction, start text, A, l, space, m, o, l, space, s, a, y, ı, s, ı, end text, divided by, start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, space, m, o, l, space, s, a, y, ı, s, ı, end text, end fraction, start text, left parenthesis, g, e, r, ç, e, k, right parenthesis, end text, equals, start fraction, 1, comma, 04, times, 10, start superscript, minus, 1, end superscript, divided by, 5, comma, 85, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript, end fraction, equals, 1, comma, 78

Gerçek oran, gerekli orandan büyük olduğu için, elimizde, ClX2'nin tamamının tepkimeye girmesi için gerekenden fazla Alstart text, A, l, end text olduğunu söyleyebiliriz. Bu da, Cl2start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript'nin sınırlayıcı madde olduğu anlamına gelir. Gerçek oran, gerekli orandan küçük olsaydı, elimizde fazla Cl2start text, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript olurdu ve bu da Alstart text, A, l, end text'nin sınırlayıcı madde olduğu anlamına gelirdi.

2. Yöntem: İkinci yöntemde, Al ve ClX2 arasındaki mol oranını kullanarak, 1,04×10−11, comma, 04, times, 10, start superscript, minus, 1, end superscript mol Al'nin tamamının kullanılması için ne kadar ClX2'ye ihtiyacımız olduğunu bulacağız Sonrasında, bulduğumuz sonucu elimizdeki gerçekClX2 miktarı ile karşılaştırıp, ClX2'nin sınırlayıcı madde olup olmadığını belirleyeceğiz. 1,04×10−11, comma, 04, times, 10, start superscript, minus, 1, end superscript mol Al ile tepkimeye girecek ClX2 mol sayısı:

1,04×10−1mol Al×2mol Al3mol Cl2=1,56×10−1mol Cl21, comma, 04, times, 10, start superscript, minus, 1, end superscript, start cancel, start text, m, o, l, space, A, l, end text, end cancel, times, start fraction, 3, start text, m, o, l, space, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript, divided by, 2, start cancel, start text, m, o, l, space, A, l, end text, end cancel, end fraction, equals, 1, comma, 56, times, 10, start superscript, minus, 1, end superscript, start text, m, o, l, space, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript

Daha önce yaptığımız hesaplamalarda, elimizde 5,85×10−25, comma, 85, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript mol ClX2 olduğunu bulmuştuk. Bu, 1,56×10−11, comma, 56, times, 10, start superscript, minus, 1, end superscript molden küçüktür. Buradan da, ClX2'nin sınırlayıcı olduğu sonucuna ulaşırız. Bu arada, benzer bir analizi ClX2 yerine Al için yapmış olsaydık da, aynı sonucu elde edeceğimizin altını çizmek isteriz.

3. Yöntem: Üçüncü ve son yöntemde, denkleştirilmiş denklemin mol oranlarını kullanarak, Al ve ClX2'nin tamamının kullanılması durumunda ne kadar AlClX3 elde edileceğini hesaplayacağız. Daha azAlClX3 miktarını elde etmemizi sağlayan maddenin, sınırlayıcı madde olması gerekir. İlk olarak Al'nin tamamının kullanılması durumunda ne kadar AlClX3 elde edileceğini hesaplayalım:

1,04×10−1mol Al×2mol Al2mol AlCl3=1,04×10−1mol AlCl31, comma, 04, times, 10, start superscript, minus, 1, end superscript, start cancel, start text, m, o, l, space, A, l, end text, end cancel, times, start fraction, 2, start text, m, o, l, space, A, l, C, l, end text, start subscript, 3, end subscript, divided by, 2, start cancel, start text, m, o, l, space, A, l, end text, end cancel, end fraction, equals, 1, comma, 04, times, 10, start superscript, minus, 1, end superscript, start text, m, o, l, space, A, l, C, l, end text, start subscript, 3, end subscript

Şimdi de, ClX2'nin tamamının kullanılması durumunda ne kadar AlClX3 elde edeceğimizi hesaplayalım:

5,85×10−2mol Cl2×3mol Cl22mol AlCl3=3,90×10−2mol AlCl35, comma, 85, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript, start cancel, start text, m, o, l, space, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript, end cancel, times, start fraction, 2, start text, m, o, l, space, A, l, C, l, end text, start subscript, 3, end subscript, divided by, 3, start cancel, start text, m, o, l, space, C, l, end text, start subscript, 2, end subscript, end cancel, end fraction, equals, 3, comma, 90, times, 10, start superscript, minus, 2, end superscript, start text, m, o, l, space, A, l, C, l, end text, start subscript, 3, end subscript

ClX2'nin tamamının kullanılması durumunda, Al'ye göre daha az AlClX3 elde ettiğimiz için, sınırlayıcı madde, ClX2 olmalı.

Üçüncü adım: Teorik verimi hesaplayın

Son olarak, AlCl3'ün tepkimedeki teorik verimini hesaplayacağız. Teorik verimin, sınırlayıcı maddenin tamamının kullanılması durumunda elde edilen ürün miktarı olduğunu hatırlatalım. Bu örnekte, sınırlayıcı madde, ClX2 olduğu için, AlCl3'ten en fazla elde edebileceğimiz miktarı aşağıdaki gibi bulabiliriz:

Bu sonuca, üçüncü yöntemi incelerken de ulaştığımızı fark ettiniz mi? Teorik verim, kütle birimleri ile gösterildiğinden, AlClX3'ün mol kütlesini kullanarak, AlClX3'ün mol sayısından gram cinsinden kütlesine geçiş yapalım:

3,90×10−2mol AlCl3×1mol AlCl3,33g AlCl3=5,20g AlCl3

nest...

146222 146223 146224 146225 146226