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
6 g Mg ve 24 g O2, 2Mg + O2 → 2MgO denklemine göre tepkimeye giriyor. En fazla ne kadar kütle m MgO oluşabilir?
M(Mg) = 24,31M(O2) = 32M(MgO) = 40,3 g/mol
m = g
2.StokiyometriZor
2Mg + O2 → 2MgO tepkimesinde 16 g Mg tamamen tepkimeye giriyor (diğer reaktanlar fazla) ve 22,55 g MgO toplanıyor. Yüzde verim Y'i bulun.
M(Mg) = 24,31 g/molM(MgO) = 40,3 g/molgerçek: 22,55 g
Y = %
3.Molarite ve seyreltmeOrta
0,5 mol/L’lik çözeltiden 500 mL gerekiyor ve elinizde 5 mol/L’lik bir stok çözelti var. Stok çözeltiye ne kadar su Vwater eklersiniz?
c1 = 5 mol/Lc2 = 0,5 mol/LV2 = 500 mL
Vwater = mL
4.Molarite ve seyreltmeZor
0,5 mol/L’lik bir çözeltiden 300 mL, aynı maddenin 0,6 mol/L’lik çözeltisinden 50 mL ile karıştırılıyor. Karışımın derişimi c değerini bulun (hacimler toplanabilir).
c1 = 0,5 mol/LV1 = 300 mLc2 = 0,6 mol/LV2 = 50 mL
c = mol/L
5.İdeal gaz yasasıOrta
100 g O₂, 100 kPa ve 90 °C koşullarında hangi hacmi V kaplar? İdeal gaz kabul edin.
120 °C’deki 100 g’lık bir çinko bloğu (c = 0,388 J/(g·°C)), yalıtılmış bir kaptaki 15 °C’de 400 g suya (c = 4,18 J/(g·°C)) bırakılıyor. Son sıcaklık Tf değerini bulun.
Kesikli bir reaktördeki ikinci dereceden bir tepkimede (−rA = k·CA²) k = 0,4 L/(mol·min) ve başlangıç 1,5 mol/L’dir. %60 dönüşüme ulaşmak ne kadar sürer? t değerini bulun.
k = 0,4 L/(mol·min)CA0 = 1,5 mol/LX = 60 %
t = min
14.Tepkime kinetiğiZor
Birinci dereceden bir tepkimenin 30 °C’deki hız sabiti 0,01 s⁻¹ ve aktivasyon enerjisi 100 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(Mg) = 6/24,31 = 0,2468 mol
n(O2) = 24/32 = 0,75 mol
Sınırlayıcı reaktan
0,2468/2 = 0,1234, 0,75/1 = 0,75 → Mg
Ürünün kütlesi
n(MgO) = 0,1234·2 = 0,2468 mol
m = 0,2468·40,3 = 9,947 g
Cevap
m = 9,947 g
2.Stokiyometri
Cevap: Y = 85,02 %
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(Mg) = 16/24,31 = 0,6582 mol
m = 0,6582·2/2·40,3 = 26,52 g
Yüzde verim
Y = 22,55/26,52·100 = 85,02%
Cevap
Y = 85,02%
3.Molarite ve seyreltme
Cevap: Vwater = 450 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 = 0,5·500/5 = 50 mL
Eklenecek su
Vwater = 500 − 50 = 450 mL
Cevap
Vwater = 450 mL
4.Molarite ve seyreltme
Cevap: c = 0,5143 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 = 0,5·300 + 0,6·50 = 180 mmol
Karışımın derişimi
c = 180/350 = 0,5143 mol/L
Cevap
c = 0,5143 mol/L
5.İdeal gaz yasası
Cevap: V = 94,35 L
İdeal gaz yasası: PV = nRT, n = m/M ile.
Mol
n = 100/32 = 3,125 mol
T = 90 + 273,15 = 363,1 K
Hacim
V = nRT/P = 3,125·8,314·363,1/100 = 94,35 L
Cevap
V = 94,35 L
6.İdeal gaz yasası
Cevap: ρ = 5,946 kg/m³
İdeal gaz yoğunluğu: ρ = PM/(RT).
Gaz yasasını düzenleyin
PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 180 + 273,15 = 453,1 K
Yoğunluk
ρ = 700·32/(8,314·453,1) = 5,946 kg/m³
Cevap
ρ = 5,946 kg/m³
7.Kalorimetri ve entalpi
Cevap: Tf = 17,38 °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
100·0,388·(120 − Tf) = 400·4,18·(Tf − 15)
Son sıcaklık için çözün
Tf = (38,8·120 + 1672·15)/(38,8 + 1672) = 17,38 °C
Cevap
Tf = 17,38 °C
8.Kalorimetri ve entalpi
Cevap: ΔH° = −2802 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.
Denge ifadesi
64 = (2x)²/(0,4 − x)²
Karekök alın
8 = 2x/(0,4 − x) → x = 0,4·8/(2 + 8) = 0,32 mol/L
Denge derişimi
[HI] = 2x = 0,64 mol/L
Cevap
[HI] = 0,64 mol/L
10.Kimyasal denge
Cevap: [PCl5] = 1,382 mol/L
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
0,01 = x²/(1,5 − x) → x² + 0,01·x − 0,015 = 0
İkinci derece denklemi çözün
x = (−0,01 + √(0,01² + 4·0,015))/2 = 0,1176 mol/L
Denge derişimi
[PCl₅] = 1,5 − 0,1176 = 1,382 mol/L
Cevap
[PCl5] = 1,382 mol/L
11.pH ve tamponlar
Cevap: pH = 1,742
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/(0,5 − x) → x = 0,0181 mol/L
pH
pH = −log(0,0181) = 1,742
Cevap
pH = 1,742
12.pH ve tamponlar
Cevap: pH = 4,423
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]).
Nötrleşme
n(HA) = 0,1 − 0,025 = 0,075 mol
n(A⁻) = 0,1 + 0,025 = 0,125 mol
Henderson–Hasselbalch
pH = 4,201 + log(0,125/0,075) = 4,423
Cevap
pH = 4,423
13.Tepkime kinetiği
Cevap: t = 2,5 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).
Sondaki derişim
CA = 1,5·(1 − 0,6) = 0,6 mol/L
İntegre ikinci derece yasası
t = (1/CA − 1/CA0)/k = (1,667 − 0,6667)/0,4 = 2,5 min
Cevap
t = 2,5 min
14.Tepkime kinetiği
Cevap: A = 1,703 × 10¹⁵ 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).