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
4 g N2 ve 20 g H2, N2 + 3H2 → 2NH3 denklemine göre tepkimeye giriyor. En fazla ne kadar kütle m NH3 oluşabilir?
M(N2) = 28,02M(H2) = 2,016M(NH3) = 17,03 g/mol
m = g
2.StokiyometriZor
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 tepkimesinde 4 g C6H12O6 tamamen tepkimeye giriyor (diğer reaktanlar fazla) ve 1,07 g CO2 toplanıyor. Yüzde verim Y'i bulun.
M(C6H12O6) = 180,16 g/molM(CO2) = 44,01 g/molgerçek: 1,07 g
Y = %
3.Molarite ve seyreltmeOrta
0,1 mol/L’lik çözeltiden 200 mL gerekiyor ve elinizde 6 mol/L’lik bir stok çözelti var. Ne kadar stok çözelti hacmi V1 gerekir?
c1 = 6 mol/Lc2 = 0,1 mol/LV2 = 200 mL
V1 = mL
4.Molarite ve seyreltmeZor
1,5 mol/L’lik bir çözeltiden 200 mL, aynı maddenin 0,3 mol/L’lik çözeltisinden 400 mL ile karıştırılıyor. Karışımın derişimi c değerini bulun (hacimler toplanabilir).
90 °C’deki 200 g’lık bir alüminyum bloğu (c = 0,897 J/(g·°C)), yalıtılmış bir kaptaki 22 °C’de 400 g suya (c = 4,18 J/(g·°C)) bırakılıyor. Son sıcaklık Tf değerini bulun.
Standart oluşum entalpilerini kullanarak 250 g CH4 (M = 16,04 g/mol) tamamen yandığında açığa çıkan ısı q değerini bulun: CH4 + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). q’yu pozitif bir sayı olarak verin.
Bir kaba 0,1 mol/L H₂ ve 0,1 mol/L I₂ konuyor ve H₂ + I₂ ⇌ 2HI tepkimesi gerçekleşiyor; Kc = 64. Denge derişimi [H2] değerini bulun.
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,1 mol/LKc = 64
[H2] = mol/L
10.Kimyasal dengeZor
PCl₅ ayrışıyor: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, tepkime sıcaklığında Kc = 0,2. Kapta başlangıçta yalnızca 0,4 mol/L PCl₅ var. Denge derişimi [Cl2] değerini bulun.
[PCl₅]₀ = 0,4 mol/LKc = 0,2
[Cl2] = mol/L
11.pH ve tamponlarOrta
0,1 mol/L'lik laktik asit çözeltisinin (Ka = 0,00014) pH'ı pH'ı bulun.
c = 0,1 mol/LKa = 0,00014
pH =
12.pH ve tamponlarZor
Bir tampon 0,2 mol/L benzoik asit ve 0,05 mol/L sodyum tuzunu içeriyor. Ka = 6,3 × 10⁻⁵. Tamponun pH'ı pH'ü bulun.
[HA] = 0,2[A⁻] = 0,05Ka = 6,3 × 10⁻⁵
pH =
13.Tepkime kinetiğiOrta
İkinci dereceden bir tepkimede (−rA = k·CA²) k = 0,8 L/(mol·min) ve başlangıç derişimi 1 mol/L’dir. İlk yarılanma süresi t½ değerini bulun.
k = 0,8 L/(mol·min)CA0 = 1 mol/L
t½ = min
14.Tepkime kinetiğiZor
Birinci dereceden bir tepkimede 20 °C’de k = 0,002 min⁻¹ ve aktivasyon enerjisi 50 kJ/mol’dür. Kesikli reaktör şimdi 45 °C’de 60 min çalıştırılıyor. Ulaşılan dönüşüm X 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(N2) = 4/28,02 = 0,1428 mol
n(H2) = 20/2,016 = 9,921 mol
Sınırlayıcı reaktan
0,1428/1 = 0,1428, 9,921/3 = 3,307 → N2
Ürünün kütlesi
n(NH3) = 0,1428·2 = 0,2855 mol
m = 0,2855·17,03 = 4,862 g
Cevap
m = 4,862 g
2.Stokiyometri
Cevap: Y = 54,75 %
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(C6H12O6) = 4/180,16 = 0,0222 mol
m = 0,0222·2/1·44,01 = 1,954 g
Yüzde verim
Y = 1,07/1,954·100 = 54,75%
Cevap
Y = 54,75%
3.Molarite ve seyreltme
Cevap: V1 = 3,333 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 = 0,1·200/6 = 3,333 mL
Cevap
V1 = 3,333 mL
4.Molarite ve seyreltme
Cevap: c = 0,7 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 = 1,5·200 + 0,3·400 = 420 mmol
Karışımın derişimi
c = 420/600 = 0,7 mol/L
Cevap
c = 0,7 mol/L
5.İdeal gaz yasası
Cevap: V = 57,33 L
İdeal gaz yasası: PV = nRT, n = m/M ile.
Mol
n = 390/39,95 = 9,762 mol
T = 80 + 273,15 = 353,1 K
Hacim
V = nRT/P = 9,762·8,314·353,1/500 = 57,33 L
Cevap
V = 57,33 L
6.İdeal gaz yasası
Cevap: ρ = 10,65 kg/m³
İdeal gaz yoğunluğu: ρ = PM/(RT).
Gaz yasasını düzenleyin
PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 20 + 273,15 = 293,1 K
Yoğunluk
ρ = 650·39,95/(8,314·293,1) = 10,65 kg/m³
Cevap
ρ = 10,65 kg/m³
7.Kalorimetri ve entalpi
Cevap: Tf = 28,59 °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) = 400·4,18·(Tf − 22)
Son sıcaklık için çözün
Tf = (179,4·90 + 1672·22)/(179,4 + 1672) = 28,59 °C
Cevap
Tf = 28,59 °C
8.Kalorimetri ve entalpi
Cevap: q = 13876 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/(0,1 − x)²
Karekök alın
8 = 2x/(0,1 − x) → x = 0,1·8/(2 + 8) = 0,08 mol/L
Denge derişimi
[H₂] = 0,1 − x = 0,02 mol/L
Cevap
[H2] = 0,02 mol/L
10.Kimyasal denge
Cevap: [Cl2] = 0,2 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
0,2 = x²/(0,4 − x) → x² + 0,2·x − 0,08 = 0
İkinci derece denklemi çözün
x = (−0,2 + √(0,2² + 4·0,08))/2 = 0,2 mol/L
Denge derişimi
[Cl₂] = x = 0,2 mol/L
Cevap
[Cl2] = 0,2 mol/L
11.pH ve tamponlar
Cevap: pH = 2,435
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/(0,1 − x) → x = 0,003672 mol/L
pH
pH = −log(0,003672) = 2,435
Cevap
pH = 2,435
12.pH ve tamponlar
Cevap: pH = 3,599
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 = 4,201
Henderson–Hasselbalch
pH = 4,201 + log(0,05/0,2) = 3,599
Cevap
pH = 3,599
13.Tepkime kinetiği
Cevap: t½ = 1,25 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/(0,8·1) = 1,25 min
Cevap
t½ = 1,25 min
Sonraki her yarılanma süresi iki kat uzundur, çünkü C₀ yarıya inmiştir.
14.Tepkime kinetiği
Cevap: X = 45,2 %
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).