Yazdırma penceresinde, bir kopyayı cihazınızda saklamak için “PDF olarak kaydet” seçeneğini seçin.
1Formüller ve yöntemler
Stokiyometri
Mol
n = m/M
Konsantrasyon
c = n/V
Mol oranı
denkleştirilmiş denklemin katsayılarını kullanın
Sınırlayıcı reaktan
ilk tükenen
Yüzde verim
gerçek / teorik × 100%
Yöntem
Kimyasal denklemi yazın ve denkleştirin.
Verilen kütleyi mole çevirin: n = m/M.
İstediğiniz maddenin mol sayısını bulmak için katsayıları mol oranı olarak kullanın.
m = n·M ile kütleye geri çevirin. İki reaktan varsa önce sınırlayıcı reaktanı bulun.
Molarite ve seyreltme
Molarite
c = n/V (mol/L)
Mol
n = m/M
Seyreltme
c1V1 = c2V2
Karışma
c = (c1V1 + c2V2)/(V1 + V2)
Yöntem
Kütleyi n = m/M ile mole çevirin.
Hacmi litreye çevirin.
Molarite c = n/V, mol/L cinsinden.
Seyreltmede mol sayısı aynı kalır: c₁V₁ = c₂V₂.
İdeal gaz yasası
İdeal gaz yasası
pV = nRT
Gaz sabiti
R = 8,314 J/(mol·K)
Birleşik gaz yasası
p1V1/T1 = p2V2/T2
Mol
n = m/M
Sıcaklık
T[K] = T[°C] + 273,15
Kalorimetri ve entalpi
Isı
q = m·c·ΔT
Su
c = 4,18 J/(g·°C)
Kalorimetre
verilen ısı = alınan ısı
Tepkime entalpisi
ΔH° = ΣΔH°f(products) − ΣΔH°f(reactants)
Kimyasal denge
Denge sabiti
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
ICE tablosu
Başlangıç, Değişim (×katsayı), Denge
İkinci derece denklem
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)
Yöntem
Kc’yi, her biri katsayısı kadar kuvveti alınmış ürünler bölü reaktanlar olarak yazın.
Bir ICE tablosu kurun: Başlangıç, Değişim (katsayılar çarpı x adımlarıyla), Denge.
Denge ifadelerini Kc’ye yerleştirin ve x için çözün.
x’in bir yaklaşım için yeterince küçük olup olmadığını kontrol edin; değilse ikinci derece denklemi çözün.
pH ve tamponlar
pH
pH = −log[H⁺]
pOH
pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
Zayıf asit
[H⁺] ≈ √(Ka·c)
Tampon
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Seyreltme
c1V1 = c2V2
Yöntem
Asit veya bazın kuvvetli (tamamen iyonlaşmış) mı yoksa zayıf mı olduğuna karar verin.
Kuvvetli asit: [H⁺] derişimine eşittir. Kuvvetli baz: önce [OH⁻]’yi bulun.
Zayıf asit: x = [H⁺] için Ka = x²/(c − x)’i çözün.
pH = −log[H⁺] ve 25 °C’de pH + pOH = 14.
Tepkime kinetiği
Birinci derece
ln(CA/CA0) = −kt
Yarılanma süresi (birinci derece)
t½ = ln 2/k
İkinci derece
1/CA = 1/CA0 + kt
Arrhenius
k = A·e−Ea/(RT)
İki sıcaklık
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)
2Alıştırma soruları
1.StokiyometriOrta
24 g H2 ve 48 g O2, 2H2 + O2 → 2H2O denklemine göre tepkimeye giriyor. En fazla ne kadar kütle m H2O oluşabilir?
M(H2) = 2,016M(O2) = 32M(H2O) = 18,02 g/mol
m = g
2.StokiyometriZor
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 tepkimesinde 8 g Fe2O3 tamamen tepkimeye giriyor (diğer reaktanlar fazla) ve 5,62 g CO2 toplanıyor. Yüzde verim Y'i bulun.
M(Fe2O3) = 159,69 g/molM(CO2) = 44,01 g/molgerçek: 5,62 g
Y = %
3.Molarite ve seyreltmeOrta
0,5 mol/L’lik çözeltiden 200 mL gerekiyor ve elinizde 1,5 mol/L’lik bir stok çözelti var. Ne kadar stok çözelti hacmi V1 gerekir?
c1 = 1,5 mol/Lc2 = 0,5 mol/LV2 = 200 mL
V1 = mL
4.Molarite ve seyreltmeZor
0,5 mol/L’lik bir çözeltiden 50 mL, aynı maddenin 1,2 mol/L’lik çözeltisinden 500 mL ile karıştırılıyor. Karışımın derişimi c değerini bulun (hacimler toplanabilir).
c1 = 0,5 mol/LV1 = 50 mLc2 = 1,2 mol/LV2 = 500 mL
c = mol/L
5.İdeal gaz yasasıOrta
10 L hacimli bir tank, 85 °C sıcaklığında 20 g Ar içeriyor. İdeal gaz kabul edip basınç P değerini bulun.
90 °C’deki 200 g’lık bir alüminyum bloğu (c = 0,897 J/(g·°C)), yalıtılmış bir kaptaki 23 °C’de 250 g suya (c = 4,18 J/(g·°C)) bırakılıyor. Son sıcaklık Tf değerini bulun.
Standart oluşum entalpilerini kullanarak 250 g C2H6 (M = 30,07 g/mol) tamamen yandığında açığa çıkan ısı q değerini bulun: 2C2H6 + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l). q’yu pozitif bir sayı olarak verin.
Bir kaba 0,4 mol/L H₂ ve 0,4 mol/L I₂ konuyor ve H₂ + I₂ ⇌ 2HI tepkimesi gerçekleşiyor; Kc = 50. Denge derişimi [H2] değerini bulun.
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,4 mol/LKc = 50
[H2] = mol/L
10.Kimyasal dengeZor
PCl₅ ayrışıyor: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, tepkime sıcaklığında Kc = 0,5. Kapta başlangıçta yalnızca 0,1 mol/L PCl₅ var. Denge derişimi [Cl2] değerini bulun.
[PCl₅]₀ = 0,1 mol/LKc = 0,5
[Cl2] = mol/L
11.pH ve tamponlarOrta
0,2 mol/L'lik formik asit çözeltisinin (Ka = 0,00018) pH'ı pH'ı bulun.
c = 0,2 mol/LKa = 0,00018
pH =
12.pH ve tamponlarZor
Bir tampon 0,25 mol/L hidroflorik asit ve 0,8 mol/L sodyum tuzunu içeriyor. Ka = 0,00068. Tamponun pH'ı pH'ü bulun.
[HA] = 0,25[A⁻] = 0,8Ka = 0,00068
pH =
13.Tepkime kinetiğiOrta
İkinci dereceden bir tepkimede (−rA = k·CA²) k = 0,05 L/(mol·min) ve başlangıç derişimi 1,5 mol/L’dir. İlk yarılanma süresi t½ değerini bulun.
k = 0,05 L/(mol·min)CA0 = 1,5 mol/L
t½ = min
14.Tepkime kinetiğiZor
Birinci dereceden bir tepkimenin 80 °C’deki hız sabiti 0,002 s⁻¹ ve aktivasyon enerjisi 75 kJ/mol’dür. Arrhenius denklemindeki üs öncesi faktör A değerini bulun.
Stokiyometri: denkleştirilmiş denklem gramları değil tanecikleri sayar. Kütleyi n = m/M ile mole çevirin, denklemin katsayılarını mol oranı olarak kullanın, sonra m = n·M ile geri çevirin. İki reaktan varsa sınırlayıcı reaktan önce tükenen ve ürün miktarını belirleyen reaktandır.
Her reaktanın mol sayısı
n(H2) = 24/2,016 = 11,9 mol
n(O2) = 48/32 = 1,5 mol
Sınırlayıcı reaktan
11,9/2 = 5,952, 1,5/1 = 1,5 → O2
Ürünün kütlesi
n(H2O) = 1,5·2 = 3 mol
m = 3·18,02 = 54,06 g
Cevap
m = 54,06 g
2.Stokiyometri
Cevap: Y = 84,97 %
Stokiyometri: denkleştirilmiş denklem gramları değil tanecikleri sayar. Kütleyi n = m/M ile mole çevirin, denklemin katsayılarını mol oranı olarak kullanın, sonra m = n·M ile geri çevirin. İki reaktan varsa sınırlayıcı reaktan önce tükenen ve ürün miktarını belirleyen reaktandır.
Teorik verim
n(Fe2O3) = 8/159,69 = 0,0501 mol
m = 0,0501·3/1·44,01 = 6,614 g
Yüzde verim
Y = 5,62/6,614·100 = 84,97%
Cevap
Y = 84,97%
3.Molarite ve seyreltme
Cevap: V1 = 66,67 mL
Molarite: derişim c = n/V, mol/L cinsinden; burada n = m/M. Seyreltme çözücü ekler ama çözünen eklemez, bu yüzden mol sayısı aynı kalır: c₁·V₁ = c₂·V₂. Aynı maddenin iki çözeltisi karıştırıldığında mol sayıları da hacimler de toplanır.
Stok çözelti hacmi
V1 = c2·V2/c1 = 0,5·200/1,5 = 66,67 mL
Cevap
V1 = 66,67 mL
4.Molarite ve seyreltme
Cevap: c = 1,136 mol/L
Molarite: derişim c = n/V, mol/L cinsinden; burada n = m/M. Seyreltme çözücü ekler ama çözünen eklemez, bu yüzden mol sayısı aynı kalır: c₁·V₁ = c₂·V₂. Aynı maddenin iki çözeltisi karıştırıldığında mol sayıları da hacimler de toplanır.
Toplam miktar
n = 0,5·50 + 1,2·500 = 625 mmol
Karışımın derişimi
c = 625/550 = 1,136 mol/L
Cevap
c = 1,136 mol/L
5.İdeal gaz yasası
Cevap: P = 149,1 kPa
İdeal gaz yasası: PV = nRT, n = m/M ile.
Mol
n = m/M = 20/39,95 = 0,5006 mol
T = 85 + 273,15 = 358,1 K
Basınç
P = nRT/V = 0,5006·8,314·358,1/0,01 = 149,1 kPa
Cevap
P = 149,1 kPa
6.İdeal gaz yasası
Cevap: V2 = 3,573 L
Birleşik gaz yasası: sabit miktarda ideal gaz için P1V1/T1 = P2V2/T2.
Mutlak sıcaklıklar
T1 = 288,1 K, T2 = 343,1 K
Birleşik gaz yasası
V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 2·(150/100)·(343,1/288,1) = 3,573 L
Cevap
V2 = 3,573 L
7.Kalorimetri ve entalpi
Cevap: Tf = 32,82 °C
Isı ve entalpi: bir maddeyi ısıtmak q = m·c·ΔT gerektirir. Kalorimetrede sıcak cismin verdiği ısı, soğuk cismin aldığı ısıya eşittir. Bir tepkimenin entalpi değişimi oluşum entalpilerinden bulunur: ΔH° = ΣΔH°f(ürünler) − ΣΔH°f(reaktanlar), her biri kendi katsayısıyla çarpılır.
Isı dengesi
200·0,897·(90 − Tf) = 250·4,18·(Tf − 23)
Son sıcaklık için çözün
Tf = (179,4·90 + 1045·23)/(179,4 + 1045) = 32,82 °C
Cevap
Tf = 32,82 °C
8.Kalorimetri ve entalpi
Cevap: q = 12967 kJ
Isı ve entalpi: bir maddeyi ısıtmak q = m·c·ΔT gerektirir. Kalorimetrede sıcak cismin verdiği ısı, soğuk cismin aldığı ısıya eşittir. Bir tepkimenin entalpi değişimi oluşum entalpilerinden bulunur: ΔH° = ΣΔH°f(ürünler) − ΣΔH°f(reaktanlar), her biri kendi katsayısıyla çarpılır.
Kimyasal denge: aA + bB ⇌ cC + dD için denge sabiti, denge derişimleri kullanılarak Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b) şeklindedir. ICE tablosu (Başlangıç, Değişim, Denge), başlangıç miktarlarını katsayılarla ölçeklenmiş tek bir x bilinmeyeni üzerinden denge miktarlarına bağlar.
Kimyasal denge: aA + bB ⇌ cC + dD için denge sabiti, denge derişimleri kullanılarak Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b) şeklindedir. ICE tablosu (Başlangıç, Değişim, Denge), başlangıç miktarlarını katsayılarla ölçeklenmiş tek bir x bilinmeyeni üzerinden denge miktarlarına bağlar.
Denge ifadesi
0,5 = x²/(0,1 − x) → x² + 0,5·x − 0,05 = 0
İkinci derece denklemi çözün
x = (−0,5 + √(0,5² + 4·0,05))/2 = 0,08541 mol/L
Denge derişimi
[Cl₂] = x = 0,08541 mol/L
Cevap
[Cl2] = 0,08541 mol/L
11.pH ve tamponlar
Cevap: pH = 2,228
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] ve pOH = −log₁₀[OH⁻]; 25 °C'de pH + pOH = 14. Kuvvetli asitler ve bazlar tamamen iyonlaşır. Zayıf asit yalnızca kısmen: Ka = x²/(c − x), x = [H₃O⁺]. Zayıf asit ve konjuge bazından oluşan tampon Henderson–Hasselbalch denklemine uyar: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
Denge
HA ⇌ H⁺ + A⁻: asidin x mol/L'si iyonlaşır.
Ka = x²/(0,2 − x) → x = 0,005911 mol/L
pH
pH = −log(0,005911) = 2,228
Cevap
pH = 2,228
12.pH ve tamponlar
Cevap: pH = 3,673
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] ve pOH = −log₁₀[OH⁻]; 25 °C'de pH + pOH = 14. Kuvvetli asitler ve bazlar tamamen iyonlaşır. Zayıf asit yalnızca kısmen: Ka = x²/(c − x), x = [H₃O⁺]. Zayıf asit ve konjuge bazından oluşan tampon Henderson–Hasselbalch denklemine uyar: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
pKa
pKa = 3,167
Henderson–Hasselbalch
pH = 3,167 + log(0,8/0,25) = 3,673
Cevap
pH = 3,673
13.Tepkime kinetiği
Cevap: t½ = 13,33 min
Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).
İkinci derece yarılanma süresi
t½ = 1/(k·CA0) = 1/(0,05·1,5) = 13,33 min
Cevap
t½ = 13,33 min
Sonraki her yarılanma süresi iki kat uzundur, çünkü C₀ yarıya inmiştir.
14.Tepkime kinetiği
Cevap: A = 2,482 × 10⁸ s⁻¹
Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e−Ea/(RT).