Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

KİMYASAL REAKSİYONLARDA KÜTLE İLİŞKİLERİ. 2 12 C atomunun kütlesinin 1/12 si 1 “akb” olarak adlandırılır Mikro DünyaAtomlar ve Moleküller Çıplak gözle.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "KİMYASAL REAKSİYONLARDA KÜTLE İLİŞKİLERİ. 2 12 C atomunun kütlesinin 1/12 si 1 “akb” olarak adlandırılır Mikro DünyaAtomlar ve Moleküller Çıplak gözle."— Sunum transkripti:

1 KİMYASAL REAKSİYONLARDA KÜTLE İLİŞKİLERİ

2 2 12 C atomunun kütlesinin 1/12 si 1 “akb” olarak adlandırılır Mikro DünyaAtomlar ve Moleküller Çıplak gözle görülebilen en küçük parçacıkta adet atom bulunur. Bu nedenle atom ağırlıkları oransal olarak ifade edilir. ATOM KÜTLESİ: Atomların kütlesi (ağırlığı) atomik kütle birimi (akb) cinsinden ifade edilir. Atom no (Z) Kütle no (A) C atomunun Proton sayısı = 6 Nötron sayısı = 6

3 3 C-12 nin atom kütlesinin 12 akb olarak kabul edilmesi diğer atomların kütlelerinin hesabında standart oluşturur. Deneyler göstermiştir ki; 1 hidrojen atomunun kütlesi C atomunun %8,400 ü kadardır. Bu durumda 1 C atomu 12 akb olduğuna göre 1 hidrojen atomu (8,400/100) 0,084x12 = 1,008 akb Bu skalaya göre: 1 H = 1,008 akb 56 Fe = 56,000 akb 16 O = 16,00 akb

4 4 ORTALAMA ATOM KÜTLESİ: Bir elementin atom kütlesi doğal olarak bulunan izotoplarının ortalama kütlesidir. Karbonun iki farklı izotopu vardır: Karbon-12 ve Karbon- 13 bu iki izotopun doğada bulunma yüzdeleri de sırasıyla %98,90 ve %1,10 dur. Böylece Doğal Karbonun Ortalama Kütlesi = (0,9890)(12,00000 akb)+(0,0110)(13,00335) = 12,01 akb olarak bulunur

5 5 ÖRNEK: Eski zamanlardan beri bilinen Bakır (Cu) elektrik kablolarında ve madeni para yapımında kullanılır. Bilinen iki kararlı izotopu vardır. Bakırın Ortalama Atom Kütlesi: %69,09 (62,9300 akb) %30,91 (64,9278 akb) (0,6909)(62,93 akb)+(0,3091)(64,9278 akb) = 63,55 akb

6 6 Doğal olarak bulunan Li: 7.42% 6 Li (6.015 akb) 92.58% 7 Li (7.016 akb) Lityumun Ortalama Atom Kütlesi: (0,9258)(7,016)+(0,0742)(6,015) = 6,941 akb

7 7 Ortalama Atom Kütlesi (6,941)

8 8 Düzine = 12 adet Çift = 2 adet BİR ELEMENTİN MOL KÜTLESİ VE AVAGADRO SAYISI Atomlar çok küçük olduğundan tartılabilecak kadar atom çok fazla sayıda olmalıdır. Belirli sayıdaki nesneleri ifade etmek için kullanılan özel ifadeler vardır; düzine ve çift gibi Kimyada atom ve moleküllerin tanecik sayısını ifade etmek için kullanılan birim “mol” dür

9 9 MOL: SI sisteminde gram 12 C (karbon-12) izotopunun içerdiği atom sayısı kadar elementsel parçacığa (atom, molekül, iyon) 1 mol denir. 1 mol = N A = x parçacıktır 6,02 x Avogadro Sayısı (N A ) 1 mol 12 C atom = 6,022 x atom = 12,00 g 1 12 C atom = 12,00 akb Maddenin bir molünün kütlesine o elementin “molar kütlesi” denir. 12,00g karbon-12 = 6,22x10 23 C-12 = 1mol C-12

10 10 Bir Mol C S Cu Fe Hg

11 11 M = mol kütlesi g/mol N A = Avogadro sayısı

12 12 x 6,022 x atom K 1 mol K = ÖRNEK: 0,551 g potasyumda (K) kaç atom vardır ? 1 mol K = 39,10 g K 1 mol K = 6,022 x atom K 0,551 g K 1 mol K 39,10 g K x 8,49 x atom K

13 13 ÖRNEK: Endüstride,derin deniz dalma tanklarında ve balonlarda kullanılan bir gaz olan He’un 6,46 g’ı kaç moldür ? (He: 4,003 g/mol) 6,46 / 4,003 = 1,61 mol dür. ÖRNEK: Bir Cu-Zn alaşımı olan pirincin yapısında yer alan ve korozyonun önlenmesi amacıyla demir kaplamalarda kullanılan Zn’nun 0,356 molü kaç gramdır? (Zn: 65,39 g/mol) 0,356 x 65,39 = 23,3 g dır. ÖRNEK: Bir ametal olan ve asit yağmurlarının başlıca nedenini oluşturan kükürtün 16,3 gramında kaç atom vardır? (S: 32,07 g/mol) (16,3 / 32,07) x 6, = 3, S atomu vardır.

14 14 Molekül Kütlesi (veya molekülağırlığı) bir moleküldeki Atom kütlelerinin (akb) toplamıdır. 1S32.07 akb 2O+ 2 x akb SO akb Herhangi bir molekülde molekül kütlesi (akb) = molar kütlesi (gram) 1 molekül SO 2 = akb 1 mol SO 2 = g SO 2 SO 2

15 15 ÖRNEK: C vitamini olarak da bilinen askorbik asidin (C 6 H 8 O 6 ) molekül kütlesini hesaplayınız. (C: 12,01 ; H: 1,008, O: 16,00) C 6 H 8 O 6 in molekül kütlesi = 6x(12,01)+8x(1,008)+6x(16,00) = 176,12 akb Bir bileşiğin mol kütlesi onun molekül kütlesine eşit olduğundan 1 mol yani 6,02x10 23 tane C 6 H 8 O 6 molekülü 176,12 gramdır. ÖRNEK: Metan (CH 4 ) doğal gazın başlıca bileşenidir. 6,07 g CH 4 kaç moldür? (C:12,01 g/mol; H:1,008 g/mol) CH 4 ün mol kütlesi 12,01+4x(1,008)=16,04 g 6,07 / 16,04 = 0,378 mol dür.

16 16 25,6 g ürede (NH 2 ) 2 CO de kaç H atomu vardır ? (Ürenin mol kütlesi = 60,06 g dır) 1,03 x atom H 25,6 g üre 1 mol üre 60,06 g üre x 4mol H atom 1 mol üre x 6,022 x H atom 1 mol H atom x = Aynı şekilde hesaplandığında 1 mol ürede: 1,03 x adet H atomu 5,15 x adet N atomu 2,58 x adet O atomu ve C atomu olduğu bulunur.

17 17 72,5 g izopropanol (C 3 H 8 O) de kaç H atomu vardır ? 1 mol C 3 H 8 O = (3 x 12) + (8 x 1) + 16 = 60 g C 3 H 8 O 1 mol H = 6,022 x atom H içerir. 5,82 x atom H 1 mol C 3 H 8 O molekülünde = 8 mol H atom 72,5 g C 3 H 8 O 1 mol C 3 H 8 O 60 g C 3 H 8 O x 8 mol H atom 1 mol C 3 H 8 O x 6,022 x H atom 1 mol H atom x =

18 18 Formül kütlesi bir iyonik bileşikteki atomik kütlelerin (akb cinsinden) toplamıdır. 1Na22,99 akb 1Cl + 35,45 akb NaCl 58,44 akb Herhangi bir iyonik bileşikte formül kütlesi (akb) = molar kütle (gram) 1 formül birim NaCl = 58,44 akb 1 mol NaCl = 58,44 g NaCl NaCl

19 19 ÖRNEK: Ca 3 (PO 4 ) 2 ’ın formül kütlesini hesaplayınız 1 formül birim Ca 3 (PO 4 ) 2 3 Ca 3 x 40,08 2 P2 x 30,97 8 O + 8 x 16,00 310,18 akb

20 20 BİLEŞİKLERİN YÜZDE BİLEŞİMİ Bir element yada bileşiğin Yüzde bileşimi bir bileşikteki her elementin ağırlıkça yüzdesine denir. n x elementin mol kütlesi Bileşiğin mol kütlesi x 100% ÖRNEK: 1 mol H 2 O 2 (hidrojen peroksit) in % bileşimini bulunuz. (H: 1,008; O: 16,00) %H = 2 x (1,008 g) 34,02 g x 100% = % 5,926%O = 2 x (16,00 g) 34,02 g x 100% = % 94,06 % 5,926 + % 94,06 = % 99,99

21 21 % H = 3 x (1,008 g) 97,99 g x 100% = % 3,86 ÖRNEK: Fosfat asidi (H 3 PO 4 ) deterjan, gübre, diş macunu, karbonatlı içeceklerde kullanılan bir bileşiktir. Bileşikteki elementlerin % bileşimini hesaplayınız % P = 30,97 g 97,99 g x 100% = % 31,61% O = 4 x (16,00) 97,99 g x 100% = % 65,31 % 3,86 + % 31,61 + % 65,31 = % 100,01

22 22 C2H6OC2H6O %C = 2 x (12,01 g) 46,07 g x 100% = 52,14%H = 6 x (1,008 g) 46,07 g x 100% = 13,13%O = 1 x (16,00 g) 46,07 g x 100% = 34,73% 52,14% + 13,13% + 34,73% = 100,0% ÖRNEK Aynı yöntemle işlemin tersini de yapabiliriz yani % bileşimi bilinen bir bileşiğin ampirik (deneysel) formülü de bulunabilir. YÜZDE BİLEŞİM ve AMPİRİK FORMÜLLER

23 23 YÜZDE BİLEŞİM ve AMPİRİK FORMÜLLER ÖRNEK: Askorbik asit kütlece; % 40,92 C, % 4,58 H, % 54,50 O içermektedir. Buna göre maddenin deneysel formülünü bulunuz. (1) Başlangıçtaki askorbik asit 100 g olarak kabul edilirse, bileşikte 40,92 g C, 4,58 g H ve 54,50 g O var demektir. 1 2 (2) Her bir elementin kütlesi atom kütlesine bölünerek mol sayıları bulunur. n C = 40,92 g 12,01 = 3,407 mol Cn H = 4,58 g 1,008 = 4,54 mol Hn C = 54,50 g 16,00 g = 3,406 mol O 3 4

24 24 (3) Alt indisler rakamların en küçüğüne bölünür. C: (3,407 / 3,406) = 1 H: (4,54 / 3,406) = 1,33 O: 3,406 / 3,406 = 1 (4) Alt indislerin tam sayı olması gerektiği unutulmamalıdır. Bu nedenle 1,33 ü tam sayıya çevirmeliyiz. (1,33x3=3,99) olacağından formüldeki diğer alt indisler de 3 ile çarpılmalıdır. SONUÇ: C 3 H 4 O 3 olacaktır. (Askorbik asidin gerçek formülü ise C 6 H 8 O 6 dır.) YÜZDE BİLEŞİM ve AMPİRİK FORMÜLLER

25 25 YÜZDE BİLEŞİM ve AMPİRİK FORMÜLLER Aşağıda kütlece % bileşimi verilen bileşiğin ampirik formülünü bulunuz % K 24,75, % Mn 34,77, % O 40,51 n K = 24,75 g K x = 0,6330 mol K 1 mol K 39,10 g K n Mn = 34,77 g Mn x = 0,6329 mol Mn 1 mol Mn 54,94 g Mn n O = 40,51 g O x = 2,532 mol O 1 mol O 16,00 g O

26 26 K : ~ ~ 1.0 0,6330 0,6329 Mn : 0,6329 = 1.0 O : ~ ~ 4.0 2,532 0,6329 n K = 0,6330, n Mn = 0,6329, n O = 2,532 KMnO 4 YÜZDE BİLEŞİM ve AMPİRİK FORMÜLLER

27 27 YÜZDE BİLEŞİM ve AMPİRİK FORMÜLLER Bir maddedeki elementin kütlece % bileşimi biliniyorsa bir bileşiğin belirli kütlesindeki bir elementin gerçek kütlesi de bulunabilir. ÖRNEK: Kalkoprit (CuFeS 2 ) başlıca bakır cevheridir. 3,7 ton kalkopritteki Cu miktarını kg olarak hesaplayınız. (Cu: 63,55; CuFeS 2 : 183,5) % Cu = (63,55 / 183,5) x 100 = % 34,63 Örnekteki Cu kütlesi = 0,3463 x 3, kg = 1, kg

28 28 KABA FORMÜLLERİN DENEYSEL BULUNMASI Yukarıdakine benzer bir düzenek yardımıyla etanol yakılarak yanma sonucu oluşan CO 2 ve H 2 O düzenek yardımıyla absorplanır. Oluşan CO 2 ve H 2 O miktarı absorban kütlesindeki artıştan bulunur.

29 29 Örneğin 11,5 gram etanolün yanması sonucu 22,0 g CO 2 ve 13,5 g H 2 O açığa çıkmış ise: C kütlesi = (22,0 / 44,01) x 12,01 = 6,0 g C 0,5 mol CO 2 1 mol CO 2 = 1 mol C H kütlesi = {(13,5 / 18,02) x 2} x 1,008 = 1,5 g H 1 mol H 2 O = 2 mol H 0,75 mol H 2 O için 1,5 mol H Bileşik kütlesinden arda kalan O den gelmelidir. O halde O kütlesi = 11,5 – (6,0 + 1,5) = 4,0 g

30 30 Bileşikte 4,0 / 16,0 = 0,25 mol O vardır. Bileşikteki elementlerin mol oranlarını bulmak için elde edilen mol sayıları en küçük değer olan 0,25 e bölünür. C= (0,5 / 0,25)= 2 H= (1,5 / 0,25) = 6 O= (0,25 / 0,25) = 1 Bileşiğin ampirik (deneysel, kaba) formülü C 2 H 6 O olarak bulunur. Bileşiğin gerçek yani “moleküler formülü”nü saptamak için bileşiğin yaklaşık mol kütlesine ihtiyaç vardır.

31 31 ÖRNEK: Azot (N) ve oksijen (O) den oluşan bir bileşik, 1,52 g N ve 3,47 g O içermektedir. Bu maddenin mol kütlesi 90 g ile 95 g arasındadır. Bu maddenin molekül formülünü ve mol ağırlığını bulunuz. n N=(1,52 / 14,01) = 0,108 mol n O=(3,47 / 16,00) = 0,217 mol 0,108 / 0,108 = 1; 0,217 / 0,108 = 2,009 ve bileşiğin ampirik formülü NO 2 dir. Bileşiğin kaba mol kütlesi = 14,01 + 2x(16,00) = 46,02 Olacağından 95 / 46,02 = 2,1 dir ve bileşiğin gerçek formülü N 2 O 4 tür.

32 32 KİMYASAL REAKSİYONLAR ve KİMYASAL DENKLEMLER reaktiflerürünler Bir maddenin (veya maddelerin) bir veya daha fazla yeni maddeye dönüşmesine “kimyasal reaksiyon” adı verilir. Bu reaksiyonun kimyasal simgeler ve katsayıları ile ifade dilmesine ise “kimyasal denklem” denir. (girdiler)

33 33 Bir kimyasal denklem mutlaka denk olmalıdır. Yani her tür atomdan ok işaretin her iki tarafında da aynı sayıda olmalıdır. 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O (s) Bir kimyasal denklemin anlamı: 2 H 2 + O 2 2 H 2 O İki molekül + bir molekül 2 molekül 2 mol + 1 mol 2 mol 2x(2,02)=4,04 g + 32 g 2x(18,02)=36,04 g Reaktifler Σ 36,04 gÜrünler Σ 36,04 g

34 34 KİMYASAL DENKLEMLERİN DENKLEŞTİRİLMESİ 1.Tüm reaktif ve ürünler saptanıp ok işaretinin her iki tarafına doğru olarak yazılır. Etan oksijen ile reaksiyona girerek karbondioksit ve su oluşturur. C 2 H 6 + O 2 CO 2 + H 2 O 2.Formüllerin önündeki sayıları (katsayı) ok işaretinin her iki tarafındaki atom sayıları aynı olacak şekilde yerleştiriniz. 2C 2 H 6 YANLIŞ C 4 H 12 DOĞRU

35 35 3.Önce denklemin her iki tarafında bir kez görülen elementten başlanır. C 2 H 6 + O 2 CO 2 + H 2 O Denklemi denkleştirmeye O ile değil C veya H ile başlanır 2 karbon solda 1 karbon sağda CO 2 2 ile çarpılır C 2 H 6 + O 2 2CO 2 + H 2 O 6 hidrojen solda 2 hidrojen sağda H 2 O 3 ile çarpılır C 2 H 6 + O 2 2CO 2 + 3H 2 O KİMYASAL DENKLEMLERİN DENKLEŞTİRİLMESİ

36 36 4.Denklemin her iki tarafında birden çok görülen elementler denkleştirilir. 2 oksijen solda 4 oksijen (2x2) C 2 H 6 + O 2 2CO 2 + 3H 2 O + 3 oksijen (3x1) 7 2 = 7 oksijen sağda C 2 H 6 + O 2 2CO 2 + 3H 2 O 7 2 Denklemin her iki tarafı 2 ile çarpılıp bölümden kurtulunur. 2C 2 H 6 + 7O 2 4CO 2 + 6H 2 O KİMYASAL DENKLEMLERİN DENKLEŞTİRİLMESİ O2O2 İle çarpılır

37 37 5.Denklem kontrol edilerek her iki taraftaki tüm elementlerin sayılarının eşit olduğundan emin olunur. 2C 2 H 6 + 7O 2 4CO 2 + 6H 2 O ReaktiflerÜrünler 4 C 12 H 14 O 4 C 12 H 14 O 4 C (2 x 2)4 C 12 H (2 x 6)12 H (6 x 2) 14 O (7 x 2)14 O (4 x 2 + 6) KİMYASAL DENKLEMLERİN DENKLEŞTİRİLMESİ

38 38 1.Denkleştirilmiş kimyasal reaksiyonlar yazılır. 2.Miktarı bilinen maddeler mole çevrilir. 3.Problemde aranan veya bilinmeyen miktarların mol sayılarının hesaplanması için denkleştirilmiş denklemdeki katsayılar kullanılır. 4.Hesaplanmış mol sayıları ve mol kütleleri kullanılarak bilinmeyenlerin miktarı istenilen birime çevriilir. 5.Cevap kontrol edilir. REAKTİF ve ÜRÜNLERİN MİKTARLARI Stokiyometri bir kimyasal reaksiyonda reaktiflerin ve ürünlerin miktar olarak incelenmesidir.

39 39 ÖRNEK: Metanol aşağıdaki denkleme göre yanıyor 2CH 3 OH + 3O 2 2CO 2 + 4H 2 O Yanma reaksiyonu için 209 g metanol kullanılırsa kaç gram su oluşur? gram CH 3 OHMol CH 3 OHMol H 2 OGram H 2 O 209 g CH 3 OH 1 mol CH 3 OH 32.0 g CH 3 OH x 4 mol H 2 O 2 mol CH 3 OH x 18.0 g H 2 O 1 mol H 2 O x = 6,53 mol CH 3 OH 235 g H 2 O 2 mol CH 3 OH den 4 mol H 2 O oluşur

40 40 SINIRLAYAN MADDE 2NO + O 2 2NO 2 NO sınırlayan madde O 2 aşırı madde Reaksiyonda ilk tüketilen maddeye “sınırlayan madde” denir. Miktarı sınırlayan madde ile Reaksiyon için gerekli olandan fazla olan maddeye “aşırı madde” denir

41 41 Bir reaksiyonda, 124 g Al 601 g Fe 2 O 3 ile reaksiyona giriyor 2Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2Fe 0luşan Al 2 O 3 miktarını hesaplayınız. g Almol Almol Fe 2 O(gereken)g Fe 2 O 3 (gereken) yada g Fe 2 O 3 mol Fe 2 O 3 mol Al(gereken)g Al(gereken) 124 g Al 1 mol Al 27.0 g Al x 1 mol Fe 2 O 3 2 mol Al x 160. g Fe 2 O 3 1 mol Fe 2 O 3 x = 367 g Fe 2 O g Al için367 g Fe 2 O 3 gerekir Daha fazla Fe 2 O 3 (601 g) olduğundan Al sınırlayan reaktiftir.

42 42 Sınırlayan reaktifi kullanarak (Al) oluşan ürünü hesaplayınız g Almol Almol Al 2 O 3 g Al 2 O g Al 1 mol Al 27.0 g Al x 1 mol Al 2 O 3 2 mol Al x 102. g Al 2 O 3 1 mol Al 2 O 3 x = 234 g Al 2 O 3 2Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2Fe Bu noktada, Al tamamen tükenir Fe 2 O 3 fazlası kalır.

43 43 Teorik verim: Bir reaksiyonda sınırlayan maddenin tamamının reaksiyona girmesi sonucu oluşan ürün miktarına teorik verim denir. Gerçek verim: Pratikte gerçek verim bir tepkimede gerçek olarak elde edilebilir ürün miktarıdır. % Verim = Gerçek verim Teorik verim x 100% REAKSİYON VERİMİ

44 44 TiCl 4 (g) + 2 Mg (s) Ti (k) + 2 MgCl 2 Reaksiyonu gereği bir işlemde 3,54x10 7 g TiCl 4 ile 1,1x10 7 g Mg’un reaksiyonu sonucunda (a)Ti için teorik verim ? (b) gerçekte 7,91x10 6 g Ti elde edildiğine göre gerçek verim ? n TiCl 4 = 3,54x10 7 / 189,7 = 1,87x10 5 mol n Mg = 1,13x10 7 / 24,31 = 4,65x10 5 mol 1 mol TiO 2 ~ 2 mol Mg 1,87x10 5 mol için 2x 1,87x10 5 mol=3,74x10 5 mol Mg yeterli miktardan fazla olduğuna göre TiCl 4 sınırlayan Mg aşırı maddedir. Oluşan Ti kütlesi = {(3,54x10 7 g)/189,7} x 47,88 = 8,93x10 6 g % verim = (7,91x10 6 / 8,93x10 6 ) x 100 = %88,6


"KİMYASAL REAKSİYONLARDA KÜTLE İLİŞKİLERİ. 2 12 C atomunun kütlesinin 1/12 si 1 “akb” olarak adlandırılır Mikro DünyaAtomlar ve Moleküller Çıplak gözle." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları