Kimyanın Temel Kanunları ve Kimyasal Hesaplamalar — AYT soruları

Kısaca — Karışımı tamamen tüketmek için gereken $\mathrm{HCl}$ çözeltisinin hacmi 800 mL’dir.

Karışımdaki maddelerden yalnızca metalik magnezyum asitle tepkimeye girerek hidrojen gazı açığa çıkarır ($\mathrm{Mg}+2\mathrm{HCl}\rightarrow\mathrm{MgCl_2}+\mathrm{H_2}$); metal oksit olan $\mathrm{MgO}$ ise su oluşturur ($\mathrm{MgO}+2\mathrm{HCl}\rightarrow\mathrm{MgCl_2}+\mathrm{H_2O}$). Açığa çıkan $2{,}24\ \mathrm{L}$ ($0{,}10\ \mathrm{mol}$) $\mathrm{H_2}$ gazı, karışımda $0{,}10\ \mathrm{mol}$ yani $2{,}40\ \mathrm{g}$ $\mathrm{Mg}$ bulunduğunu gösterir. Toplam $8{,}00\ \mathrm{g}$ olan karışımdan $\mathrm{Mg}$ kütlesi çıkarıldığında geriye kalan $5{,}60\ \mathrm{g}$ $\mathrm{MgO}$’in mol sayısı $\dfrac{5{,}60}{40}=0{,}14\ \mathrm{mol}$ olur. Her iki bileşen de $1:2$ oranında asit tükettiğinden toplam $\mathrm{HCl}$ ihtiyacı $2\cdot(0{,}10+0{,}14)=0{,}48\ \mathrm{mol}$’dür. $0{,}600\ \mathrm{M}$ asit çözeltisinden gereken hacim $V=\dfrac{0{,}48}{0{,}600}=0{,}800\ \mathrm{L}=800\ \mathrm{mL}$ olarak bulunur.

Elementin bağıl atom kütlesi doğadaki izotoplarının kütle katkılarıyla belirlendiğinden, birden fazla izotopu olan elementlerin mol kütlesi tam sayı çıkmayabilir.

Kısaca — Örnekteki saf filizin indirgenmesi ve %80 verim uygulanmasıyla elde edilen demir kütlesi 84 gramdır.

Öncelikle 200 gramlık cevherdeki saf $\mathrm{Fe_2O_3}$ miktarını bulalım: $200 \times 0{,}75 = 150\ \text{g}$. Bu değer $n = \dfrac{150}{160} = \dfrac{15}{16}\ \text{mol}$ $\mathrm{Fe_2O_3}$ anlamına gelir. Tepkime katsayılarına göre 1 mol $\mathrm{Fe_2O_3}$ indirgendiğinde 2 mol $\mathrm{Fe}$ oluştuğundan teorik demir miktarı $2 \times \dfrac{15}{16} = \dfrac{15}{8}\ \text{mol}$ yani $\dfrac{15}{8} \times 56 = 105\ \text{g}$’dır. Demir oluşumunun verimi %80 olduğuna göre elde edilen miktar $105 \times 0{,}80 = 84\ \text{g}$ olur.