🎓 10. Sınıf
📚 10. Sınıf Kimya
💡 10. Sınıf Kimya: Kimyanın Temel Kanunları Çözümlü Sorular
10. Sınıf Kimya: Kimyanın Temel Kanunları Çözümlü Sorular
Soru 1:
💡 Kütlenin Korunumu Kanunu
Kapalı bir kapta 40 gram kalsiyum (Ca) metali ile yeterli miktarda oksijen (O\(_{2}\)) gazı tepkimeye girerek 56 gram kalsiyum oksit (CaO) bileşiği oluşturmaktadır.
Buna göre, tepkimeye giren oksijen gazının kütlesi kaç gramdır?
Kapalı bir kapta 40 gram kalsiyum (Ca) metali ile yeterli miktarda oksijen (O\(_{2}\)) gazı tepkimeye girerek 56 gram kalsiyum oksit (CaO) bileşiği oluşturmaktadır.
Buna göre, tepkimeye giren oksijen gazının kütlesi kaç gramdır?
Çözüm:
📌 Çözüm Adımları:
- 👉 Tepkime Denklemini Yazma: Kalsiyum ve oksijenin tepkimesi sonucu kalsiyum oksit oluşur. Denklemi şu şekildedir: \[ \text{Ca(k)} + \text{O}_{2}\text{(g)} \longrightarrow \text{CaO(k)} \]
- 👉 Kütlenin Korunumu Kanunu Uygulama:
Kütlenin Korunumu Kanunu'na göre, tepkimeye giren maddelerin (reaktiflerin) toplam kütlesi, tepkime sonucunda oluşan maddelerin (ürünlerin) toplam kütlesine eşit olmalıdır.
Tepkimeye giren Ca kütlesi + Tepkimeye giren O\(_{2}\) kütlesi = Oluşan CaO kütlesi - 👉 Verilenleri Yerine Koyma:
Verilen değerleri formülde yerine koyalım:
\(40 \text{ g Ca} + x \text{ g O}_{2} = 56 \text{ g CaO}\) - 👉 Oksijen Kütlesini Hesaplama: Oksijenin kütlesini \(x\) olarak alırsak: \[ x = 56 \text{ g} - 40 \text{ g} \] \[ x = 16 \text{ g} \]
- ✅ Sonuç: Tepkimeye giren oksijen gazının kütlesi 16 gramdır.
Soru 2:
💡 Kütlenin Korunumu Kanunu ve Artan Madde
Kapalı bir kapta 28 gram demir (Fe) ile 12 gram kükürt (S) tepkimeye girerek demir(II) sülfür (FeS) bileşiğini oluşturmaktadır. Tepkime sonunda kapta toplam 36 gram madde bulunduğu ve bir miktar elementin arttığı gözleniyor.
Buna göre, hangi elementten kaç gram artmıştır?
Kapalı bir kapta 28 gram demir (Fe) ile 12 gram kükürt (S) tepkimeye girerek demir(II) sülfür (FeS) bileşiğini oluşturmaktadır. Tepkime sonunda kapta toplam 36 gram madde bulunduğu ve bir miktar elementin arttığı gözleniyor.
Buna göre, hangi elementten kaç gram artmıştır?
Çözüm:
📌 Çözüm Adımları:
- 👉 Tepkime Denklemini ve Verileri Belirleme:
Tepkime: \(\text{Fe(k)} + \text{S(k)} \longrightarrow \text{FeS(k)}\)
Başlangıç kütleleri: Fe = 28 g, S = 12 g
Tepkime sonunda toplam kütle = 36 g - 👉 Kütlenin Korunumu Kanunu'nu Uygulama:
Tepkime sonunda kapta bulunan toplam kütle, tepkimeye giren ve artan tüm maddelerin kütlelerinin toplamıdır. Bu toplam kütle, başlangıçtaki toplam kütleye eşit olmalıdır.
Başlangıçtaki toplam kütle = \(28 \text{ g Fe} + 12 \text{ g S} = 40 \text{ g}\) - 👉 Artan Madde Kütlesini Hesaplama:
Tepkime sonunda kapta 36 gram madde bulunduğuna göre, başlangıçtaki toplam kütle ile son kütle arasındaki fark, tepkimeye girmeyen (artan) madde miktarını gösterir.
Artan madde kütlesi = Başlangıç toplam kütle - Tepkime sonu toplam kütle
Artan madde kütlesi = \(40 \text{ g} - 36 \text{ g} = 4 \text{ g}\) - 👉 Hangi Maddenin Arttığını Belirleme:
Tepkime sonunda oluşan ürün FeS'tir. Kütlenin korunumu gereği, tepkimeye giren Fe ve S'nin toplam kütlesi oluşan FeS'nin kütlesine eşit olmalıdır. Ancak bize oluşan FeS'nin kütlesi doğrudan verilmemiş, sadece kapta kalan toplam kütle verilmiştir.
Eğer 4 gram madde artıyorsa ve 36 gram FeS oluşuyorsa, bu durumda başlangıçta 40 gram madde vardı.
Kütlece birleşme oranını bilmediğimiz için (10. sınıf müfredatında bu tür sorularda genellikle verilir veya element kütleleri ile orantı kurulur), bu soruda artan maddenin hangisi olduğunu bulmak için varsayım yapmalıyız veya oranın verilmesi gerekir. Ancak, "toplam 36 gram madde bulunduğu" ifadesi, oluşan FeS'nin kütlesi anlamına gelir. Çünkü artan madde varsa, kapta ürün ve artan madde bulunur. Eğer 4 g madde artıyorsa, bu 4 g, başlangıçtaki Fe veya S'den biridir.
Düzeltme: "Tepkime sonunda kapta toplam 36 gram madde bulunduğu" ifadesi, oluşan ürün (FeS) ve artan maddenin toplam kütlesidir. Bu bilgi, Kütlenin Korunumu Kanunu ile çelişir. Kütlenin Korunumu'na göre, kapalı kapta başlangıçtaki toplam kütle (40 g) her zaman son kütleye (ürün + artan) eşit olmalıdır. Eğer bu 36 g sadece ürünün kütlesiyse, o zaman 4 g madde artmıştır.
Bu tür sorularda genellikle artan madde kütlesi sorulur ve hangi madde olduğu Sabit Oranlar Kanunu ile bulunur. Ancak, bu soru Kütlenin Korunumu Kanunu kapsamında olduğu için, "toplam 36 gram madde bulunduğu" ifadesi ürünün kütlesini değil, tepkimeye giren miktarın kütlesini ifade eder.
Yeniden Yorumlama: Soruyu daha net hale getirelim: "Tepkime sonunda kapta 36 gram demir(II) sülfür (FeS) bileşiği oluştuğu gözleniyor." şeklinde kabul edelim, aksi takdirde Kütlenin Korunumu Kanunu ile çelişki olur.
Eğer 36 g FeS oluştuysa:
Tepkimeye giren Fe kütlesi + Tepkimeye giren S kütlesi = Oluşan FeS kütlesi
Tepkimeye giren Fe + Tepkimeye giren S = 36 g - 👉 Artan Maddeyi Bulma (Sabit Oranlar Kanunu bilgisi olmadan):
Sadece Kütlenin Korunumu Kanunu ile artan maddenin hangisi olduğunu belirleyemeyiz. Ancak, sorunun 10. sınıf düzeyinde Kütlenin Korunumu başlığı altında sorulduğu düşünülerek, genellikle artan maddenin toplam kütlesi sorulur ve hangi madde olduğu ya belirtilir ya da sorunun yapısı gereği anlaşılır.
Eğer soruyu "Tepkime sonunda 36 gram FeS oluştuğuna göre" şeklinde kabul edersek:
Tepkimeye giren toplam kütle = 36 g
Başlangıçtaki Fe = 28 g, S = 12 g. Toplam 40 g.
Tepkimeye giren toplam kütle = 36 g.
Artan madde miktarı = \(40 \text{ g} - 36 \text{ g} = 4 \text{ g}\).
Bu 4 gram madde ya Fe'den ya da S'den artmıştır. Hangi elementten arttığını bulmak için Sabit Oranlar Kanunu'na ihtiyacımız var. Ancak, Kütlenin Korunumu Kanunu sorularında bazen bu bilgi dolaylı olarak verilir.
Varsayım: Eğer demirin tamamı tepkimeye girseydi (28 g), kükürtten \(36 - 28 = 8 \text{ g}\) tepkimeye girerdi. Başlangıçta 12 g kükürt vardı, \(12 - 8 = 4 \text{ g}\) kükürt artardı. Bu durum mümkündür.
Eğer kükürtün tamamı tepkimeye girseydi (12 g), demirden \(36 - 12 = 24 \text{ g}\) tepkimeye girerdi. Başlangıçta 28 g demir vardı, \(28 - 24 = 4 \text{ g}\) demir artardı. Bu durum da mümkündür.
Sonuç: Soruda kütlece birleşme oranı verilmediği için, sadece Kütlenin Korunumu Kanunu ile hangi elementin arttığı kesin olarak belirlenemez. Ancak, artan madde miktarını bulabiliriz. Soruyu, "Tepkime sonunda 36 gram FeS oluştuğuna göre, artan madde kaç gramdır?" şeklinde yorumlarsak cevap 4 g olur.
Eğer "36 gram madde bulunduğu" ifadesi, başlangıçtaki toplam kütle değil de, tepkimeye giren madde miktarını ifade ediyorsa, bu da 4 gram artan madde olduğu anlamına gelir.
En olası senaryo (10. sınıf): Soruda kastedilen, tepkimeye giren FeS'nin 36 g olduğudur. Bu durumda, başlangıçta 40 g madde varken, 36 g tepkimeye girmiş ve 4 g artmıştır. Artan maddeyi belirlemek için Sabit Oranlar Kanunu'na geçiş yapalım.
FeS bileşiğinde kütlece birleşme oranı yaklaşık olarak \(\frac{\text{m}_{\text{Fe}}}{\text{m}_{\text{S}}} = \frac{56}{32} = \frac{7}{4}\)'tür (Atom kütleleri Fe=56, S=32).
28 g Fe ve 12 g S başlangıçta.
Eğer Fe tamamen tepkimeye girseydi: \(28 \text{ g Fe} \times \frac{4 \text{ g S}}{7 \text{ g Fe}} = 16 \text{ g S}\) gerekirdi. Ancak 12 g S var, yani S yetersiz. Bu durumda Fe artar.
Eğer S tamamen tepkimeye girseydi: \(12 \text{ g S} \times \frac{7 \text{ g Fe}}{4 \text{ g S}} = 21 \text{ g Fe}\) gerekirdi. Başlangıçta 28 g Fe var.
Tepkimeye giren Fe = 21 g
Tepkimeye giren S = 12 g
Toplam tepkimeye giren = \(21 \text{ g} + 12 \text{ g} = 33 \text{ g}\) FeS oluşur.
Başlangıçtaki Fe = 28 g. Tepkimeye giren Fe = 21 g.
Artan Fe = \(28 \text{ g} - 21 \text{ g} = 7 \text{ g}\).
Bu durumda, oluşan FeS 33 g ve artan Fe 7 g'dır. Toplam \(33 + 7 = 40 \text{ g}\) olur.
Sorudaki "kapta toplam 36 gram madde bulunduğu" ifadesiyle bu sonuçlar çelişiyor.
Soruyu tekrar yorumlayalım: "Tepkime sonunda kapta toplam 36 gram madde bulunduğu ve bir miktar elementin arttığı gözleniyor."
Bu ifade, oluşan ürün kütlesini ve artan madde kütlesini kapsar. Ancak Kütlenin Korunumu Kanunu'na göre kapalı kapta başlangıç kütlesi (40 g) son kütleye eşit olmalıdır. Yani aslında kapta 40 g madde bulunması gerekir.
Bu durumda soruyu, "Tepkime sonunda toplam 36 gram demir(II) sülfür (FeS) oluştuğu gözleniyor ve bir miktar element artıyor." şeklinde anlamak en mantıklısıdır.
Eğer 36 g FeS oluştuysa:
Tepkimeye giren Fe + Tepkimeye giren S = 36 g
FeS bileşiğinde kütlece birleşme oranı \(\frac{\text{m}_{\text{Fe}}}{\text{m}_{\text{S}}} = \frac{7}{4}\).
Toplam kütle = \(7k + 4k = 11k = 36 \text{ g}\).
\(k = \frac{36}{11} \approx 3.27\)
Tepkimeye giren Fe = \(7 \times \frac{36}{11} = \frac{252}{11} \approx 22.9 \text{ g}\)
Tepkimeye giren S = \(4 \times \frac{36}{11} = \frac{144}{11} \approx 13.1 \text{ g}\)
Başlangıçtaki Fe = 28 g, S = 12 g.
Tepkimeye giren S (13.1 g) > Başlangıç S (12 g). Bu mümkün değil. Yani S yetersizdir.
Dolayısıyla, ilk baştaki yorum daha doğru: "Tepkime sonunda kapta toplam 36 gram madde bulunduğu..." ifadesi, oluşan ürünün kütlesini değil, tepkimeye giren kütleleri ifade ediyor olabilir, ancak bu da kafa karıştırıcı.
En basit 10. sınıf yorumu: Başlangıçta \(28+12 = 40\) g madde var. Tepkime sonunda kapta 36 g madde varsa, aradaki fark artan maddedir. Ancak bu durum Kütlenin Korunumu Kanunu'na terstir, çünkü kapalı kapta toplam kütle değişmez.
Sorunun kurgusunda bir problem var gibi duruyor veya çok dikkatli yorumlamak gerekiyor.
Eğer "36 gram madde bulunduğu" ifadesi, tepkimeye giren maddelerin toplam kütlesi ise:
Tepkimeye giren Fe + Tepkimeye giren S = 36 g
Başlangıç Fe = 28 g, S = 12 g. Toplam 40 g.
Bu durumda, \(40 - 36 = 4\) g madde artmıştır.
Hangi elementten arttığını bulmak için atom kütleleri (\(\text{Fe}=56\), \(\text{S}=32\)) veya kütlece birleşme oranı (\(\frac{\text{m}_{\text{Fe}}}{\text{m}_{\text{S}}} = \frac{56}{32} = \frac{7}{4}\)) kullanılmalıdır.
Toplam tepkimeye giren kütle 36 g olduğuna göre:
\(7k + 4k = 11k = 36 \text{ g}\)
\(k = \frac{36}{11}\)
Tepkimeye giren Fe = \(7 \times \frac{36}{11} = \frac{252}{11} \approx 22.9 \text{ g}\)
Tepkimeye giren S = \(4 \times \frac{36}{11} = \frac{144}{11} \approx 13.1 \text{ g}\)
Başlangıçtaki S (12 g) yetersizdir, çünkü 13.1 g S'ye ihtiyaç var. Bu durumda S'nin tamamı tükenir.
Yani, 12 g S tepkimeye girer.
Orana göre: \(\frac{\text{m}_{\text{Fe}}}{\text{m}_{\text{S}}} = \frac{7}{4}\)
\(\frac{\text{m}_{\text{Fe}}}{12 \text{ g}} = \frac{7}{4} \implies \text{m}_{\text{Fe}} = \frac{7 \times 12}{4} = 7 \times 3 = 21 \text{ g}\)
Tepkimeye giren Fe = 21 g.
Başlangıçtaki Fe = 28 g.
Artan Fe = \(28 \text{ g} - 21 \text{ g} = 7 \text{ g}\).
Oluşan FeS kütlesi = \(21 \text{ g Fe} + 12 \text{ g S} = 33 \text{ g}\).
Kapta kalan toplam madde = Oluşan FeS + Artan Fe = \(33 \text{ g} + 7 \text{ g} = 40 \text{ g}\).
Bu sonuç, "Tepkime sonunda kapta toplam 36 gram madde bulunduğu" ifadesiyle yine çelişiyor.
Soruyu en yaygın 10. sınıf Kütlenin Korunumu ve Sabit Oranlar Kanunları sorusu formatına uygun şekilde yorumlayalım:
"Kapalı bir kapta 28 gram demir (Fe) ile 12 gram kükürt (S) tepkimeye girerek demir(II) sülfür (FeS) bileşiğini oluşturmaktadır. Fe ve S'nin kütlece birleşme oranı \(\frac{\text{m}_{\text{Fe}}}{\text{m}_{\text{S}}} = \frac{7}{4}\)'tür. Buna göre, tepkime sonunda hangi elementten kaç gram artar ve kaç gram FeS oluşur?"
Ancak soruda bu oran verilmemiş ve "toplam 36 gram madde bulunduğu" ifadesi var.
En basit yorum, Kütlenin Korunumu Kanunu'nun kendisi:
Başlangıç toplam kütle = \(28 \text{ g Fe} + 12 \text{ g S} = 40 \text{ g}\).
Kapalı kapta kütle korunur. Dolayısıyla tepkime sonunda kapta toplam 40 g madde olmalıdır.
"Tepkime sonunda kapta toplam 36 gram madde bulunduğu" ifadesi, ya hatalıdır ya da oluşan ürünün kütlesidir.
Eğer oluşan ürün (FeS) kütlesi 36 g ise:
Artan madde miktarı = Başlangıç toplam - Oluşan ürün = \(40 \text{ g} - 36 \text{ g} = 4 \text{ g}\).
Bu 4 g artan madde, başlangıçtaki Fe veya S'den biridir.
Hangi elementin arttığını bulmak için Sabit Oranlar Kanunu'na ihtiyacımız var.
\(\text{Fe} + \text{S} \longrightarrow \text{FeS}\)
Atom kütleleri: Fe = 56 g/mol, S = 32 g/mol.
Kütlece birleşme oranı: \(\frac{\text{m}_{\text{Fe}}}{\text{m}_{\text{S}}} = \frac{56}{32} = \frac{7}{4}\).
Başlangıç: 28 g Fe, 12 g S.
Tepkimeye giren miktar için sınırlayıcı maddeyi bulalım:
Fe için: \(28 \text{ g Fe} / 7 = 4\)
S için: \(12 \text{ g S} / 4 = 3\)
Küçük olan değer S'den geldiği için S sınırlayıcı bileşendir ve tamamen tükenir.
Tepkimeye giren S = 12 g.
Tepkimeye giren Fe = \(12 \text{ g S} \times \frac{7 \text{ g Fe}}{4 \text{ g S}} = 21 \text{ g Fe}\).
Artan Fe = Başlangıç Fe - Tepkimeye giren Fe = \(28 \text{ g} - 21 \text{ g} = 7 \text{ g}\).
Oluşan FeS = Tepkimeye giren Fe + Tepkimeye giren S = \(21 \text{ g} + 12 \text{ g} = 33 \text{ g}\).
Bu durumda, artan madde 7 g Fe'dir. Oluşan FeS 33 g'dır. Kapta toplam \(33+7 = 40\) g madde bulunur.
Sonuç: Sorudaki "Tepkime sonunda kapta toplam 36 gram madde bulunduğu" ifadesi, yukarıdaki Sabit Oranlar Kanunu hesaplamasıyla çelişmektedir. Bu tür bir çelişki, ÖSYM/MEB sorularında olmaz. Ya atom kütleleri farklıdır ya da soru ifadesi yanlıştır.
Ancak, 10. sınıf müfredatında bu tür bir soru sorulduğunda, genellikle ya oluşan ürünün kütlesi verilir ya da artan maddenin miktarı sorulur ve Sabit Oranlar Kanunu ile çözülür.
Eğer soruyu olduğu gibi kabul edersek ve 36 g'ın oluşan ürün (FeS) kütlesi olduğunu varsayarsak:
Oluşan FeS = 36 g.
FeS'de kütlece birleşme oranı \(\frac{\text{m}_{\text{Fe}}}{\text{m}_{\text{S}}} = \frac{7}{4}\).
36 g FeS'nin içindeki Fe kütlesi = \(36 \text{ g} \times \frac{7}{7+4} = 36 \text{ g} \times \frac{7}{11} \approx 22.9 \text{ g}\).
36 g FeS'nin içindeki S kütlesi = \(36 \text{ g} \times \frac{4}{7+4} = 36 \text{ g} \times \frac{4}{11} \approx 13.1 \text{ g}\).
Başlangıç Fe = 28 g, Başlangıç S = 12 g.
Tepkimeye giren S (13.1 g) > Başlangıç S (12 g). Bu mümkün değil. Yani S'nin tamamı tepkimeye giremez, S sınırlayıcı maddedir.
Bu durumda, sorudaki "36 gram madde bulunduğu" ifadesi ürünün kütlesi olamaz.
Geriye kalan tek mantıklı yorum: Soruda "toplam 36 gram madde bulunduğu" ifadesi, oluşabilecek maksimum ürün kütlesini ve artan maddeyi kastediyor olabilir. Ancak bu da Kütlenin Korunumu ile çelişir.
En doğru yaklaşım, 10. sınıf müfredatında bu tür bir soruda Sabit Oranlar Kanunu'nun da kullanılmasıdır.
Soruyu, "Tepkime sonunda bir miktar elementin arttığı gözleniyor. Buna göre, hangi elementten kaç gram artmıştır?" şeklinde ele alalım ve 36 gram bilgisini göz ardı edelim ya da sorunun o kısmının hatalı olduğunu varsayalım.
- 👉 Elementlerin Kütlece Birleşme Oranını Belirleme: Demir (Fe) ve Kükürt (S) atom kütleleri (\(\text{Fe}=56\), \(\text{S}=32\)) kullanılarak FeS bileşiğindeki kütlece birleşme oranı bulunur: \[ \frac{\text{m}_{\text{Fe}}}{\text{m}_{\text{S}}} = \frac{56}{32} = \frac{7}{4} \]
- 👉 Sınırlayıcı Bileşeni Bulma:
Başlangıçta 28 g Fe ve 12 g S var. Oranımız \(7:4\).
Fe için oran: \(28 \text{ g} / 7 = 4\)
S için oran: \(12 \text{ g} / 4 = 3\)
Küçük oran S'den geldiği için kükürt (S) sınırlayıcı bileşendir ve tamamen tükenir. - 👉 Tepkimeye Giren Madde Miktarlarını Hesaplama:
S'nin tamamı (12 g) tepkimeye girer.
Orana göre, 12 g S ile tepkimeye girecek Fe miktarını bulalım: \[ \frac{\text{m}_{\text{Fe}}}{12 \text{ g S}} = \frac{7}{4} \implies \text{m}_{\text{Fe}} = \frac{7 \times 12}{4} = 21 \text{ g Fe} \] - 👉 Artan Madde Miktarını Hesaplama:
Başlangıçta 28 g Fe vardı, 21 g Fe tepkimeye girdi.
Artan Fe = \(28 \text{ g} - 21 \text{ g} = 7 \text{ g}\) - ✅ Sonuç: Tepkime sonunda 7 gram demir (Fe) artmıştır. Bu durumda oluşan FeS kütlesi \(21+12=33\) g olur ve kapta toplam \(33+7=40\) g madde bulunur. "36 gram madde bulunduğu" ifadesi bu durumda hatalıdır ve göz ardı edilmelidir.
Soru 3:
💡 Sabit Oranlar Kanunu
18 gram su (\(\text{H}_{2}\text{O}\)) bileşiğinde 2 gram hidrojen (H) bulunmaktadır.
Buna göre, su bileşiğindeki hidrojenin oksijene kütlece birleşme oranı (\(\frac{\text{m}_{\text{H}}}{\text{m}_{\text{O}}}\)) kaçtır?
18 gram su (\(\text{H}_{2}\text{O}\)) bileşiğinde 2 gram hidrojen (H) bulunmaktadır.
Buna göre, su bileşiğindeki hidrojenin oksijene kütlece birleşme oranı (\(\frac{\text{m}_{\text{H}}}{\text{m}_{\text{O}}}\)) kaçtır?
Çözüm:
📌 Çözüm Adımları:
- 👉 Bileşikteki Oksijen Kütlesini Bulma:
Su, hidrojen ve oksijen elementlerinden oluşur. Bileşiğin toplam kütlesinden hidrojen kütlesini çıkararak oksijen kütlesini bulabiliriz.
Oluşan su kütlesi = Hidrojen kütlesi + Oksijen kütlesi
\(18 \text{ g H}_{2}\text{O} = 2 \text{ g H} + \text{m}_{\text{O}}\)
\(\text{m}_{\text{O}} = 18 \text{ g} - 2 \text{ g} = 16 \text{ g}\) - 👉 Kütlece Birleşme Oranını Hesaplama: Hidrojenin oksijene kütlece birleşme oranı (\(\frac{\text{m}_{\text{H}}}{\text{m}_{\text{O}}}\)) isteniyor. \[ \frac{\text{m}_{\text{H}}}{\text{m}_{\text{O}}} = \frac{2 \text{ g}}{16 \text{ g}} \]
- 👉 Oranı Sadeleştirme: Kesri sadeleştirirsek: \[ \frac{\text{m}_{\text{H}}}{\text{m}_{\text{O}}} = \frac{1}{8} \]
- ✅ Sonuç: Su bileşiğindeki hidrojenin oksijene kütlece birleşme oranı \(\frac{1}{8}\)'dir.
Soru 4:
💡 Sabit Oranlar Kanunu Uygulaması
Kalsiyum karbonat (\(\text{CaCO}_{3}\)) bileşiğinde kalsiyum (Ca), karbon (C) ve oksijen (O) elementlerinin kütlece birleşme oranı \(\text{m}_{\text{Ca}} : \text{m}_{\text{C}} : \text{m}_{\text{O}} = 10 : 3 : 12\)'dir.
Buna göre, 50 gram kalsiyum karbonat elde etmek için kaç gram kalsiyum (Ca) gereklidir?
Kalsiyum karbonat (\(\text{CaCO}_{3}\)) bileşiğinde kalsiyum (Ca), karbon (C) ve oksijen (O) elementlerinin kütlece birleşme oranı \(\text{m}_{\text{Ca}} : \text{m}_{\text{C}} : \text{m}_{\text{O}} = 10 : 3 : 12\)'dir.
Buna göre, 50 gram kalsiyum karbonat elde etmek için kaç gram kalsiyum (Ca) gereklidir?
Çözüm:
📌 Çözüm Adımları:
- 👉 Toplam Oran Kütlesini Bulma:
Kalsiyum karbonatın kütlece birleşme oranı \(\text{m}_{\text{Ca}} : \text{m}_{\text{C}} : \text{m}_{\text{O}} = 10 : 3 : 12\).
Bileşiğin toplam oran kütlesi (bir katsayıya karşılık gelen kısım):
Toplam oran kütlesi = \(10 + 3 + 12 = 25\) birim. - 👉 Oran Katsayısını (k) Belirleme:
Elde edilmek istenen kalsiyum karbonat miktarı 50 gramdır.
Toplam oran kütlesi ile elde edilen kütle arasında bir katsayı (\(k\)) vardır:
\(25k = 50 \text{ g}\)
\(k = \frac{50}{25} = 2\) - 👉 Gereken Kalsiyum Miktarını Hesaplama:
Kalsiyumun oran kütlesi 10 birimdir. Bu durumda gereken kalsiyum miktarı:
\(\text{m}_{\text{Ca}} = 10 \times k = 10 \times 2 = 20 \text{ g}\) - ✅ Sonuç: 50 gram kalsiyum karbonat elde etmek için 20 gram kalsiyum (Ca) gereklidir.
Soru 5:
💡 Sabit Oranlar Kanunu ve Sınırlayıcı Bileşen
Azot (N) ve hidrojen (H) elementleri arasında oluşan amonyak (\(\text{NH}_{3}\)) bileşiğinde kütlece birleşme oranı \(\frac{\text{m}_{\text{N}}}{\text{m}_{\text{H}}} = \frac{14}{3}\)'tür.
Kapalı bir kapta 42 gram azot ve 12 gram hidrojen gazları tepkimeye girerek amonyak oluşturmaktadır. Buna göre, tepkime sonunda kapta kaç gram madde bulunur ve hangi elementten kaç gram artar?
Azot (N) ve hidrojen (H) elementleri arasında oluşan amonyak (\(\text{NH}_{3}\)) bileşiğinde kütlece birleşme oranı \(\frac{\text{m}_{\text{N}}}{\text{m}_{\text{H}}} = \frac{14}{3}\)'tür.
Kapalı bir kapta 42 gram azot ve 12 gram hidrojen gazları tepkimeye girerek amonyak oluşturmaktadır. Buna göre, tepkime sonunda kapta kaç gram madde bulunur ve hangi elementten kaç gram artar?
Çözüm:
📌 Çözüm Adımları:
- 👉 Kütlece Birleşme Oranını ve Başlangıç Miktarlarını Belirleme:
Amonyak (\(\text{NH}_{3}\)) bileşiğinde \(\frac{\text{m}_{\text{N}}}{\text{m}_{\text{H}}} = \frac{14}{3}\).
Başlangıçta: \(\text{m}_{\text{N}} = 42 \text{ g}\), \(\text{m}_{\text{H}} = 12 \text{ g}\). - 👉 Sınırlayıcı Bileşeni Bulma:
Her bir elementin orana göre ne kadarının tepkimeye girebileceğini kontrol edelim:
Azot için: \(42 \text{ g} / 14 = 3\)
Hidrojen için: \(12 \text{ g} / 3 = 4\)
Küçük olan değer azot için çıktığı için azot (N) sınırlayıcı bileşendir ve tamamen tükenir. - 👉 Tepkimeye Giren Madde Miktarlarını Hesaplama:
Azotun tamamı (42 g) tepkimeye girer.
42 g azot ile tepkimeye girecek hidrojen miktarını bulalım: \[ \frac{42 \text{ g N}}{\text{m}_{\text{H}}} = \frac{14}{3} \implies 14 \times \text{m}_{\text{H}} = 42 \times 3 \implies \text{m}_{\text{H}} = \frac{126}{14} = 9 \text{ g H} \] - 👉 Oluşan Ürün Kütlesini Hesaplama:
Oluşan amonyak (\(\text{NH}_{3}\)) kütlesi, tepkimeye giren azot ve hidrojenin toplam kütlesidir:
Oluşan \(\text{NH}_{3}\) = \(42 \text{ g N} + 9 \text{ g H} = 51 \text{ g}\) - 👉 Artan Madde Miktarını Hesaplama:
Başlangıçta 12 g hidrojen vardı, 9 g hidrojen tepkimeye girdi.
Artan H = \(12 \text{ g} - 9 \text{ g} = 3 \text{ g}\) - 👉 Tepkime Sonunda Kapta Bulunan Toplam Madde Kütlesini Hesaplama:
Kütlenin Korunumu Kanunu'na göre, kapalı kapta başlangıçtaki toplam kütle ile tepkime sonundaki toplam kütle eşit olmalıdır.
Başlangıç toplam kütle = \(42 \text{ g N} + 12 \text{ g H} = 54 \text{ g}\)
Tepkime sonu toplam kütle = Oluşan \(\text{NH}_{3}\) + Artan H = \(51 \text{ g} + 3 \text{ g} = 54 \text{ g}\) - ✅ Sonuç: Tepkime sonunda kapta 54 gram madde bulunur ve 3 gram hidrojen (H) artar.
Soru 6:
💡 Katlı Oranlar Kanunu
Azot (N) ve oksijen (O) elementleri arasında oluşan iki farklı bileşik aşağıda verilmiştir:
1. bileşik: \(\text{N}_{2}\text{O}\)
2. bileşik: \(\text{NO}_{2}\)
Buna göre, 1. bileşikteki oksijenin 2. bileşikteki oksijene katlı oranı kaçtır? (Azot miktarları eşitken)
Azot (N) ve oksijen (O) elementleri arasında oluşan iki farklı bileşik aşağıda verilmiştir:
1. bileşik: \(\text{N}_{2}\text{O}\)
2. bileşik: \(\text{NO}_{2}\)
Buna göre, 1. bileşikteki oksijenin 2. bileşikteki oksijene katlı oranı kaçtır? (Azot miktarları eşitken)
Çözüm:
📌 Çözüm Adımları:
- 👉 Bileşikleri ve Element Miktarlarını Belirleme:
1. bileşik: \(\text{N}_{2}\text{O}\) (2 atom N, 1 atom O)
2. bileşik: \(\text{NO}_{2}\) (1 atom N, 2 atom O) - 👉 Bir Elementin Miktarını Sabit Tutma:
Soruda azot miktarları eşitken oksijenlerin katlı oranı soruluyor. 1. bileşikte 2 N, 2. bileşikte 1 N var. 2. bileşiği 2 ile çarparak azot miktarlarını eşitleyelim:
1. bileşik: \(\text{N}_{2}\text{O}\)
2. bileşik (N'ler eşitlenmiş hali): \(\text{N}_{2}\text{O}_{4}\) (Bileşik formülü değişmez, sadece oranlama için katsayı ile çarpılır.) - 👉 Oksijenlerin Katlı Oranını Hesaplama:
Azot miktarları eşitlendiğinde:
1. bileşikteki oksijen atom sayısı = 1
2. bileşikteki oksijen atom sayısı = 4
1. bileşikteki oksijenin 2. bileşikteki oksijene katlı oranı: \[ \frac{\text{Oksijen (1. bileşik)}}{\text{Oksijen (2. bileşik)}} = \frac{1}{4} \] - ✅ Sonuç: Azot miktarları eşitken, 1. bileşikteki oksijenin 2. bileşikteki oksijene katlı oranı \(\frac{1}{4}\)'tür.
Soru 7:
💡 Katlı Oranlar Kanunu Uygulaması
X ve Y elementlerinden oluşan iki farklı bileşikteki element kütleleri aşağıdaki tabloda verilmiştir:
Buna göre, 1. bileşiğin formülü \(\text{XY}_{2}\) ise, 2. bileşiğin formülü nedir?
X ve Y elementlerinden oluşan iki farklı bileşikteki element kütleleri aşağıdaki tabloda verilmiştir:
| Bileşik | X kütlesi (g) | Y kütlesi (g) |
|---|---|---|
| I | 14 | 16 |
| II | 7 | 24 |
Buna göre, 1. bileşiğin formülü \(\text{XY}_{2}\) ise, 2. bileşiğin formülü nedir?
Çözüm:
📌 Çözüm Adımları:
- 👉 Verilen Bilgileri ve Hedefi Belirleme:
1. bileşik: 14 g X, 16 g Y. Formülü \(\text{XY}_{2}\).
2. bileşik: 7 g X, 24 g Y. Formülü isteniyor. - 👉 Bir Elementin Kütlesini Sabit Tutma:
Katlı oranları bulmak için elementlerden birinin kütlesini sabit tutalım. X'in kütlesini sabitlemek daha kolay görünüyor (14 g ve 7 g).
2. bileşikteki X kütlesini 1. bileşikteki X kütlesine eşitleyelim. Bunun için 2. bileşiğin tüm kütlelerini 2 ile çarpmalıyız:
2. bileşik (X'ler eşitlenmiş hali):
X kütlesi = \(7 \text{ g} \times 2 = 14 \text{ g}\)
Y kütlesi = \(24 \text{ g} \times 2 = 48 \text{ g}\) - 👉 Y'lerin Katlı Oranını Hesaplama:
X kütleleri eşitlendiğinde (14 g X):
1. bileşikteki Y kütlesi = 16 g
2. bileşikteki Y kütlesi = 48 g
Y'lerin katlı oranı (\(\frac{\text{m}_{\text{Y (1. bileşik)}}}{\text{m}_{\text{Y (2. bileşik)}}}\)) = \(\frac{16}{48} = \frac{1}{3}\). - 👉 2. Bileşiğin Formülünü Belirleme:
1. bileşiğin formülü \(\text{XY}_{2}\) ise, 14 g X'e karşılık 16 g Y gelmektedir. Bu da formüldeki X'e karşılık Y\(_{2}\) anlamına gelir.
X kütleleri eşitlendiğinde, 1. bileşikteki Y kütlesi (\(16 \text{ g}\)) formüldeki Y atom sayısına (2) karşılık gelir.
2. bileşikteki Y kütlesi (\(48 \text{ g}\)) ise \(16 \text{ g} \times 3\) olduğu için, Y atom sayısı da \(2 \times 3 = 6\) olmalıdır.
Yani, 2. bileşiğin formülü \(\text{XY}_{6}\) olur. (X'i 1 atom kabul ettiğimizde)
Kontrol edelim:
1. bileşik: \(\text{XY}_{2}\) (14 g X, 16 g Y)
2. bileşik: \(\text{X}_{a}\text{Y}_{b}\) (7 g X, 24 g Y)
X'leri eşitleyelim (14 g X):
1. bileşikte 14 g X'e karşılık 16 g Y geliyor.
2. bileşikte 14 g X'e karşılık \(24 \text{ g} \times 2 = 48 \text{ g Y}\) geliyor.
Y atom sayılarının oranı: \(\frac{\text{Y (1. bileşik)}}{\text{Y (2. bileşik)}} = \frac{16}{48} = \frac{1}{3}\).
Eğer 1. bileşikteki Y atom sayısı 2 ise (XY\(_{2}\)), 2. bileşikteki Y atom sayısı \(2 \times 3 = 6\) olmalıdır.
Dolayısıyla, 2. bileşiğin formülü \(\text{XY}_{6}\)'dır. - ✅ Sonuç: 1. bileşiğin formülü \(\text{XY}_{2}\) ise, 2. bileşiğin formülü \(\text{XY}_{6}\)'dır.
Soru 8:
💡 Katlı Oranlar Kanunu'nun Geçerli Olmadığı Durumlar
Aşağıdaki bileşik çiftlerinden hangisinde katlı oranlar kanunu uygulanamaz?
Aşağıdaki bileşik çiftlerinden hangisinde katlı oranlar kanunu uygulanamaz?
- \(\text{NO}_{2}\) ve \(\text{N}_{2}\text{O}_{4}\)
- \(\text{CO}\) ve \(\text{CO}_{2}\)
- \(\text{SO}_{2}\) ve \(\text{SO}_{3}\)
- \(\text{C}_{2}\text{H}_{2}\) ve \(\text{C}_{6}\text{H}_{6}\)
- \(\text{FeCl}_{2}\) ve \(\text{FeBr}_{3}\)
Çözüm:
📌 Çözüm Adımları:
- 👉 Katlı Oranlar Kanunu Şartlarını Hatırlama:
Katlı Oranlar Kanunu'nun uygulanabilmesi için iki temel şart vardır:
- İki farklı bileşik aynı iki elementten oluşmalıdır.
- İki bileşikte de elementlerden birinin miktarı sabit tutulduğunda, diğer elementin miktarları arasında basit bir tam sayı oranı bulunmalıdır (bu oran 1 olmamalıdır).
- 👉 Seçenekleri Tek Tek İnceleme:
- A) \(\text{NO}_{2}\) ve \(\text{N}_{2}\text{O}_{4}\): Her ikisi de azot ve oksijen elementlerinden oluşur. Ancak \(\text{N}_{2}\text{O}_{4}\) bileşiği \(\text{NO}_{2}\)'nin iki katıdır (basit formülleri aynıdır). Yani aynı bileşiğin farklı formlarıdır. Bu durumda katlı oran 1 olur ve kanun uygulanamaz. (Basit formülleri aynı olan bileşiklerde katlı oran aranmaz.)
- B) \(\text{CO}\) ve \(\text{CO}_{2}\): Her ikisi de karbon ve oksijen elementlerinden oluşur. Karbonları eşitken (1 C), oksijenler arasında \(\frac{1}{2}\) oranı vardır. Kanun uygulanabilir.
- C) \(\text{SO}_{2}\) ve \(\text{SO}_{3}\): Her ikisi de kükürt ve oksijen elementlerinden oluşur. Kükürtleri eşitken (1 S), oksijenler arasında \(\frac{2}{3}\) oranı vardır. Kanun uygulanabilir.
- D) \(\text{C}_{2}\text{H}_{2}\) ve \(\text{C}_{6}\text{H}_{6}\): Her ikisi de karbon ve hidrojen elementlerinden oluşur. Ancak her iki bileşiğin de basit formülü \(\text{CH}\)'dir (Asetilen ve Benzen). Basit formülleri aynı olan bileşiklerde katlı oran 1 olur ve kanun uygulanamaz. (Aynı durum A seçeneği için de geçerlidir.)
- E) \(\text{FeCl}_{2}\) ve \(\text{FeBr}_{3}\): Bu bileşikler aynı iki elementten oluşmaz. Birinde klor (Cl), diğerinde brom (Br) vardır. Katlı Oranlar Kanunu aynı iki elementten oluşan bileşikler için geçerlidir. Bu nedenle kanun uygulanamaz.
- 👉 Doğru Seçeneği Belirleme:
Hem A hem de D seçeneklerinde basit formüller aynı olduğu için katlı oranlar kanunu uygulanamaz (oran 1 çıkar). Ancak E seçeneğinde bileşikler farklı elementlerden oluştuğu için doğrudan kanun şartını sağlamaz. Sorularda genellikle bu durum aranır.
Katlı oranlar kanunu, "iki elementin birden fazla bileşik oluşturması durumunda" geçerlidir. Eğer bileşikler farklı elementler içeriyorsa (örneğin biri Cl, diğeri Br), bu kanun zaten baştan uygulanamaz.
A ve D seçeneklerinde ise teknik olarak aynı iki elementten oluşsalar da, basit formüllerin aynı olması (yani oranların aynı olması) nedeniyle katlı oran 1 çıkar ve bu durum kanunun aradığı "farklı oranlar" şartını sağlamaz, bu yüzden kanunun uygulanmadığı kabul edilir. Ancak, en temelden şartı sağlamayan seçenek E'dir.
ÖSYM tarzı sorularda bu ayrım önemlidir. Katlı oranlar kanunu, "iki farklı element arasında birden fazla bileşik oluştuğunda" geçerlidir. E seçeneğinde iki farklı element değil, üç farklı element (Fe, Cl, Br) söz konusudur. - ✅ Sonuç: Katlı oranlar kanunu, aynı iki elementten oluşan bileşikler için geçerlidir. \(\text{FeCl}_{2}\) ve \(\text{FeBr}_{3}\) bileşikleri aynı iki elementten (Fe ve X) oluşmadığı için (biri Cl, diğeri Br içerir), Katlı Oranlar Kanunu E seçeneğindeki çift için uygulanamaz.
Soru 9:
💡 Kimyanın Temel Kanunları Uygulama
X ve Y elementlerinden oluşan iki farklı bileşikten birincisi kütlece %40 X içermektedir. İkinci bileşiğin formülü \(\text{X}_{2}\text{Y}_{3}\) olup, bu bileşikte Y'nin X'e kütlece oranı (\(\frac{\text{m}_{\text{Y}}}{\text{m}_{\text{X}}}\)) \(\frac{3}{4}\)'tür.
Buna göre, birinci bileşiğin basit formülü nedir?
X ve Y elementlerinden oluşan iki farklı bileşikten birincisi kütlece %40 X içermektedir. İkinci bileşiğin formülü \(\text{X}_{2}\text{Y}_{3}\) olup, bu bileşikte Y'nin X'e kütlece oranı (\(\frac{\text{m}_{\text{Y}}}{\text{m}_{\text{X}}}\)) \(\frac{3}{4}\)'tür.
Buna göre, birinci bileşiğin basit formülü nedir?
Çözüm:
📌 Çözüm Adımları:
- 👉 İkinci Bileşik (\(\text{X}_{2}\text{Y}_{3}\)) İçin Oranları Belirleme:
İkinci bileşiğin formülü \(\text{X}_{2}\text{Y}_{3}\)'tür.
Bu bileşikte Y'nin X'e kütlece oranı \(\frac{\text{m}_{\text{Y}}}{\text{m}_{\text{X}}} = \frac{3}{4}\)'tür.
Formüldeki atom sayıları: 2 atom X, 3 atom Y.
Bu durumda, 2 atom X'in kütlesinin 3 atom Y'nin kütlesine oranı \(\frac{4}{3}\)'tür (X/Y oranı).
\(\frac{2 \times \text{A}_{\text{X}}}{3 \times \text{A}_{\text{Y}}} = \frac{4}{3}\) (Burada A, atom kütlesini temsil eder.)
\(\frac{\text{A}_{\text{X}}}{\text{A}_{\text{Y}}} = \frac{4}{3} \times \frac{3}{2} = \frac{12}{6} = \frac{2}{1}\)
Yani, X'in atom kütlesi Y'nin atom kütlesinin 2 katıdır (\(\text{A}_{\text{X}} = 2\text{A}_{\text{Y}}\)).
Atom kütleleri oranını \(\frac{\text{A}_{\text{X}}}{\text{A}_{\text{Y}}} = \frac{2}{1}\) olarak bulduk. - 👉 Birinci Bileşik İçin Kütlece Oranları Belirleme:
Birinci bileşik kütlece %40 X içermektedir.
Bu durumda %60 Y içerir.
Birinci bileşikteki X'in Y'ye kütlece oranı (\(\frac{\text{m}_{\text{X}}}{\text{m}_{\text{Y}}}\)) = \(\frac{40}{60} = \frac{2}{3}\). - 👉 Birinci Bileşiğin Formülünü Bulma:
Birinci bileşiğin formülü \(\text{X}_{a}\text{Y}_{b}\) olsun.
Bu formüldeki atom sayıları oranı, atom kütleleri oranıyla çarpıldığında kütlece oranı vermelidir: \[ \frac{a \times \text{A}_{\text{X}}}{b \times \text{A}_{\text{Y}}} = \frac{\text{m}_{\text{X}}}{\text{m}_{\text{Y}}} \]
Bulduğumuz değerleri yerine koyalım:
\(\frac{a}{b} \times \frac{2}{1} = \frac{2}{3}\)
\(\frac{a}{b} = \frac{2}{3} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{3}\) - 👉 Basit Formülü Yazma: \(\frac{a}{b} = \frac{1}{3}\) olduğuna göre, birinci bileşiğin basit formülü \(\text{XY}_{3}\)'tür.
- ✅ Sonuç: Birinci bileşiğin basit formülü \(\text{XY}_{3}\)'tür.
Soru 10:
💡 Kimyanın Temel Kanunları ve Grafik Yorumlama
Aşağıdaki grafik, X ve Y elementlerinden oluşan bir bileşiğin tepkimesindeki kütle değişimini göstermektedir.
(Görsel temsilidir, gerçek bir grafik değildir.)
Grafikte, X'in kütlesi 24 gramdan 0 grama düşerken, Y'nin kütlesi 0 gramdan 16 grama yükselmekte ve oluşan bileşik kütlesi 0 gramdan 40 grama yükselmektedir.
Buna göre, bu bileşikteki X'in Y'ye kütlece birleşme oranı (\(\frac{\text{m}_{\text{X}}}{\text{m}_{\text{Y}}}\)) kaçtır?
Aşağıdaki grafik, X ve Y elementlerinden oluşan bir bileşiğin tepkimesindeki kütle değişimini göstermektedir.
(Görsel temsilidir, gerçek bir grafik değildir.)
Grafikte, X'in kütlesi 24 gramdan 0 grama düşerken, Y'nin kütlesi 0 gramdan 16 grama yükselmekte ve oluşan bileşik kütlesi 0 gramdan 40 grama yükselmektedir.
Buna göre, bu bileşikteki X'in Y'ye kütlece birleşme oranı (\(\frac{\text{m}_{\text{X}}}{\text{m}_{\text{Y}}}\)) kaçtır?
Çözüm:
📌 Çözüm Adımları:
- 👉 Grafiği Yorumlama:
Grafik, tepkimeye giren X ve Y elementlerinin kütlelerini ve oluşan bileşiğin kütlesini göstermektedir.
Tepkimeye giren X miktarı: Başlangıçta 24 g X varken, tepkime sonunda 0 g X kalmıştır. Yani 24 g X'in tamamı tepkimeye girmiştir.
Tepkimeye giren Y miktarı: Başlangıçta 0 g Y varken, tepkime sonunda 16 g Y'nin tepkimeye girdiği gözlenmiştir. (Grafik Y'nin kütlesini artan miktar olarak gösteriyorsa, bu oluşan bileşiğin içindeki Y miktarıdır.)
Oluşan bileşik miktarı: Tepkime sonunda 40 g bileşik oluşmuştur. - 👉 Kütlenin Korunumu Kanunu'nu Kontrol Etme:
Tepkimeye giren X kütlesi + Tepkimeye giren Y kütlesi = Oluşan bileşik kütlesi
\(24 \text{ g X} + \text{m}_{\text{Y (giren)}} = 40 \text{ g bileşik}\)
Tepkimeye giren Y kütlesi = \(40 \text{ g} - 24 \text{ g} = 16 \text{ g}\).
Bu, grafikteki Y'nin kütlesi bilgisini doğrulamaktadır. Yani 16 g Y tepkimeye girmiştir. - 👉 Kütlece Birleşme Oranını Hesaplama: Bileşikteki X'in Y'ye kütlece birleşme oranı (\(\frac{\text{m}_{\text{X}}}{\text{m}_{\text{Y}}}\)) tepkimeye giren miktarlar kullanılarak bulunur: \[ \frac{\text{m}_{\text{X}}}{\text{m}_{\text{Y}}} = \frac{24 \text{ g}}{16 \text{ g}} \]
- 👉 Oranı Sadeleştirme: Kesri sadeleştirirsek: \[ \frac{\text{m}_{\text{X}}}{\text{m}_{\text{Y}}} = \frac{3}{2} \]
- ✅ Sonuç: Bu bileşikteki X'in Y'ye kütlece birleşme oranı \(\frac{3}{2}\)'dir.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.cepokul.com/sinav/10-sinif-kimya-kanunlar/sorular