Kimyasal Tepkimeler, Mol, Stokiyometri ve Gazlar

Konu Özeti

Bu konuda kimyasal değişimin nasıl anlaşıldığını, tepkime türlerini ve tepkimelerdeki madde miktarlarını öğreneceksin. Mol kavramı, denklem denkleştirme, stokiyometri ve gazların özellikleri birbirine bağlı konulardır. Her tepkimede atom sayısının korunduğunu aklında tutman, konunun tamamını kolaylaştırır.

Temel Kavramlar

Kimyasal değişim ve kanıtları

Kimyasal değişimde maddenin kimliği değişir ve yeni özelliklere sahip maddeler oluşur. Atomlar korunur, atomlar arası bağlar kopar ve yeni bağlar oluşur.

• Kimyasal değişim kanıtları: renk değişimi, gaz çıkışı, çökelek oluşumu, ışık yayılması, ısı alma veya verme ve koku değişimi.
• Fiziksel değişimde (hâl değişimi, çözünme, kırılma) madde kimliği değişmez.
• Bu gözlemler tek başına kesin kanıt olmayabilir; örneğin suyun kaynarken gaz çıkarması fiziksel bir olaydır.

Tepkime türleri

Tepkime oluşumunu açıklayan bilimsel model (KİM.10.1.2) çarpışma fikrine dayanır. Tepkimeye girenlerin tanecikleri çarpışır, eski bağlar kopar, yeni bağlar oluşur ve atomlar yeniden düzenlenir.

Sık hata: Denklemde katsayı ile indis karıştırılır. Katsayı molekül veya mol sayısını, indis ise bir molekülün içindeki atom sayısını gösterir. Denkleştirirken yalnızca katsayılar değiştirilir.

Mol kavramı

Mol, 6,02·10²³ tane taneciğin (atom, molekül, iyon) oluşturduğu madde miktarıdır. Bu sayıya Avogadro sayısı (N_A) denir.

n = N / N_A = m / M

• n: mol sayısı, N: tanecik sayısı, m: kütle (g), M: mol kütlesi (g/mol).
• Bir elementin mol kütlesi, atom kütlesinin sayısal değerine g/mol birimiyle eşittir (C = 12 g/mol, O = 16 g/mol).
• Bileşiğin mol kütlesi, formüldeki atomların mol kütlelerinin toplamıdır: H₂O = 2·1 + 16 = 18 g/mol.
• 1 mol H₂O molekülünde 2 mol H atomu ve 1 mol O atomu bulunur, toplam 3 mol atom vardır.

Denklemlerde tutarsızlığı giderme

Denkleştirilmemiş bir denklemde girenlerle ürünlerdeki atom sayıları eşit değildir. Katsayılar, her element için atom sayısı iki tarafta eşitlenene kadar ayarlanır.

Stokiyometri

• Kütle korunur: girenlerin toplam kütlesi, ürünlerin toplam kütlesine eşittir.
• Katsayı oranı mol oranıdır; kütle oranı değildir.
• Sınırlayıcı bileşen tamamen tükenen maddedir ve ürün miktarını o belirler.

Gazların özellikleri

• Gazlar bulundukları kabın tamamını doldurur, sıkıştırılabilir ve basınç uygular.
• Gaz basıncı, tanecik çarpışmalarının kap çeperine uyguladığı kuvvetten kaynaklanır.
• Gaz hâlinde taneciklerin aralarındaki uzaklık büyüktür ve taneciklerin hareketi sürekli devam eder.
• Gazlar yayılma (difüzyon) ile ortamda homojen dağılır. Yayılma hızı sıcaklık arttıkça artır.
• Mol kütlesi küçük gazlar daha hızlı yayılır. Amonyak ve hidrojen klorür deneyinde oluşan beyaz halka, mol kütlesi büyük olan HCl tarafına daha yakın oluşur.

Gaz yasaları

İdeal gaz denklemi

P·V = n·R·T

P atm, V litre, T kelvin (K = °C + 273) olduğunda R = 0,082 atm·L/(mol·K) alınır. Yukarıdaki gaz yasaları bu denklemden türetilir.