ENKA TEKNİK OKULLARI TEMEL KİMYA LABORATUVARI ADNAN EREN

Transkript

1 ENKA TEKNİK OKULLARI TEMEL KİMYA LABORATUVARI

2 STOKİYOMETRİ Adnan EREN

3 Sınırlayıcı ve artan tepkenler + 16 teker fazladır. Artar. 8 kaporta 48 teker 8 araba K + 4 T KT 4

4 Sınırlayıcı ve artan tepkenler 2 dilim ekmek ve 1 dilim peynirle 1 adet tost hazırlayalım. Ekmek ve peynirden biri kalmadığında tost yapmak mümkün olmaz Örneğimizde 6 dilim ekmek ve iki dilim peynir olduğuna göre, en fazla iki adet tost yapabiliriz. Bizi sınırlayan peynir dilimlerinin sayısıdır. Peynir sınırlayıcı malzemedir. İşlemimizde iki dilim ekmek artmıştır. Benzer durumlar kimyasal tepkimelerde de yaşanır. Tepkimeye girenlerden biri oluşacak ürün miktarını sınırlıyorsa bu madde sınırlayıcı tepkendir.

5 Sınırlayıcı ve artan tepkenler

6 Sınırlayıcı ve artan tepkenler Çöktürme tepkimeleri gibi birçok tepkimelerde, bir kısım tepkenlerin aşırısı kullanılarak, bir tepken tamamen ürünlere dönüştürülebilir. Bir tepkimede tamamen tükenen maddeye sınırlayıcı bileşen(tepken) denir ve bu tepken, oluşan ürünlerin miktarlarını belirler.

7 Sınırlayıcı ve artan tepkenler Kimyasal tepkimeye katılan tepkenler çoğu zaman tam stokiyometrik oranlarda değildir. Bu durumda tepkenlerin bazıları tamamen tükenirken bazılarının bir kısmı tepkimeye girmeden kalacaktır. Sınırlayıcı tepken; tepkime sırasında tamamen tükenen ve oluşacak ürün ya da ürünlerin miktarını belirleyendir. Artan tepken; sınırlayıcı tepken ile birleşebilecek miktardan daha fazla olan tepkenlerdir.

8 Sınırlayıcı ve artan tepkenler Fe + S FeS Ideal Stokiyometri Tepkenler tam stokiyometrik oranlarda Sınırlayıcı Tepkenler Tepkenler tam stokiyometrik oranlarda değil S = Fe = artan sınırlayan

9 Sınırlayıcı Bileşen ortamda stokiyometrik olarak en az bulunan tepkendir. İlk önce bitecek olan tepkendir. H 2 sınırlayıcı tepkendir N 2 artan tepkendir Sınırlayıcı ve artan tepkenler

10 Sınırlayıcı ve artan tepkenler Metan, CH 4 + Hangi bileşenden kaç molekül ve kaç atom artar? 8 karbon atomu 24 hidrojen molekülü 8 metan molekülü C + 2 H 2 CH 4

11 Kap 1

12 Tepkime öncesi ve sonrası kap1 N H 2 2 NH 3 Tepkime öncesi Tepkime sonrası Tüm hidrojen ve oksijen atomları birleşir.

13 Kap 2

14 Tepkime öncesi ve sonrası kap 2 N H 2 2 NH 3 artan sınırlayıcı Tepkime öncesi Tepkime sonrası SINIRLAYICI TEPKEN OLUŞAN ÜRÜN MİKTARINI BELİRLER

15 Izgarada peynirli sandviç Ekmek + Peynir sandviç 2 E + P E 2 P 100 dilim ekmek 30 dilim peynir? 30 sandviç Tahminler: 130 sandviç 100 sandviç 90 sandviç 60 sandviç 30 sandviç Bilgiler yetersiz tahmin yapılamaz

16 Sınırlayıcı ve artan tepkenler alüminyum + klor gazı alüminyum klorür Al(k) + Cl 2 (g) AlCl 3 2 Al(k) + 3 Cl 2 (g) 2 AlCl g 100 g? g A. 200 g B. 125 g C. 667 g D. 494 g

17 Sınırlayıcı ve artan tepkenler alüminyum + klor gazı alüminyum klorür 2 Al(k) + 3 Cl 2 (g) 2 AlCl g 100 g x g 100 g alüminyum tamamen tepkimeye girdiğinde ne kadar ürün oluşur? Al AlCl 3 x g AlCl 3 = 100 g Al 1 mol Al 2 mol AlCl 3 27 g Al 2 mol Al g AlCl 3 1 mol AlCl 3 = 494 g AlCl g klor gazı tamamen tepkimeye girdiğinde ne kadar ürün oluşur? Cl 2 AlCl 3 x g AlCl 3 = 100 g Cl 2 1 mol Cl 2 2 mol AlCl g AlCl 3 = 125 g AlCl 71 g Cl mol Cl 2 1 mol AlCl 3

18 Sınırlayıcı ve artan tepkenler n Al = 100 g Al 1 mol Al 27.0 g Al = 3,70 mol Al 1 mol Cl n Cl2 = 100 g Cl 2 2 = 1,41 mol Cl 2 70,0 g Cl 2 2 Al(k) + 3 Cl 2 (g) 2 AlCl 3 = n Al n Cl 2 geçek = 3,70 1,41 teorik = 2,00 3,00 gerçek = 2,62 mol Al/mol Cl 2 teorik = 0,67mol Al/mol Cl 2 Klor gazı sınırlayıcı tepkendir. Al artanı olan tepkendir.

19 Sınırlayıcı ve artan tepkenler Sınırlayıcı tepkenin belirlenmesi kuralları 1.Hesaplama için tepkenlerden birini seçin 2.Seçtiğiniz tepkenin miktarı ile diğerinin birleşen teorik miktarını hesaplayın. 3.Bulduğunuz teorik miktar ile tepkenin gerçek miktarını karşılaştırın. 4.Teorik miktar gerçek miktardan büyükse bu sınırlayıcı tepkendir. 5.Teorik miktar gerçek miktardan küçükse bu artanı olan tepkendir. Tepkenlerin artan kısımlarının belirlenmesi kuralları 1.Sınırlayıcı tepkenle diğer tepkenlerin birleşen miktarları hesaplanır. 2.Verilen miktardan hesaplanan miktar çıkarılır.

20 Sınırlayıcı ve artan tepkenler Bir Tepkimede Sınırlayıcı Bileşenin Bulunması ilişkin 2. yöntem; Fosfor triklorür, PCl 3, benzin katkı maddesi, pestisit (böcek öldürücü) ve daha bir çok ürünün eldesinde kullanılan ticari bir bileşiktir. Fosfor ve klorun doğrudan doğruya birleşmesinden oluşur. P 4 (k) + 6 Cl 2 (g) 4 PCl 3 (s) 323 g Cl 2 (g) ve 125 g P 4 (k) un tepkimesinden kaç gram PCl 3 (s) oluşur? Strateji: Tepkenlerin başlangıç mol oranları ile birleşme mol oranlarını karşılaştırın.

21 Sınırlayıcı ve artan tepkenler 1 mol Cl n Cl2 = 323 g Cl 2 2 = 4,56 mol Cl 2 70,91 g Cl 2 1 mol P 4 n P4 = 125 g P 4 = 1,01 mol P 4 123,9 g P 4 = n 4,56 6,00 Cl 2 geçek = teorik = n 1,01 1,00 P 4 gerçek = 4,55 mol Cl 2 /mol P 4 teorik = 6,00 mol Cl 2 /mol P 4 Klor gazı sınırlayıcı tepkendir

22 Sınırlayıcı tepken(bileşen) 323 g Cl 2 (g) ve 125 g P 4 (k) tepkimesinden kaç gram PCl 3 elde edilebilir? P 4 1 molune karşılık 6 molden AZ Cl 2 var! Dolayısı ile sınırlayıcı bileşen Cl 2

23 Sınırlayıcı ve artan tepkenler 25.0 g FeO ile 25.0 g Al tepkimesi sonucunda kaç gram demir elde edilir? Sınırlayıcı tepken hangisidir? 3 FeO + 2 Al 3 Fe + Al 2 O 3 İlk olarak g FeO g Fe çevirelim: 1 mol FeO 25.0 g FeO g FeO x 3 mol Fe 3 mol FeO x g Fe 1 mol Fe = 19.4 g Fe Verilen FeO ile ne fazla 19.4 g Fe elde edilir.

24 Sınırlayıcı ve artan tepkenler 3 FeO + 2 Al 3 Fe + Al 2 O 3 İkinci olarak g Al g Fe çevirelim: 25.0 g Al x 1 mol Al g Al x 3 mol Fe 2 mol Al x g Fe 1 mol Fe = 77.6 g Fe Verilen Al ile ne fazla 77.6 g Fe elde edilir.

25 Sınırlayıcı ve artan tepkenler Her iki tepkeni karşılaştıralım; 25.0 g FeO ile 19.4 g Fe elde edilebilir g Al ile 77.6 g Fe elde edilebilir. FeO sınırlayıcı tepkendir. Al artan tepkendir.

26 Hacim olarak sınırlayıcı ve artan tepkenler 5.00 L NO ile 5.00 L O 2 gazının tepkimesinden aynı koşullarda kaç litre NO 2 oluşur? 2 NO(g) + O 2 (g) 2 NO 2 (g) L NO çevirelim L NO 2 ve L O 2 çevirelim L NO L NO x 2 L NO 2 2 L NO = 5.00 L NO L O 2 x 2 L NO 2 1 L O 2 = 10.0 L NO 2 NO gazı sınırlayıcı tepkendir L NO 2 oluşur. 2,5 L O 2 artar

27 Genel stokiyometri Z (aq) + 2 Y (aq) 5 M (k) + T 2 (g) Problem için gerekli bilgiler: Z = 20 g/mol Y = 10 g/mol M = 6 g/mol T = 5 g/mol 100 g Z içeren çözelti ile 1.8 x molekül Y içeren çözelti tepkimeye giriyor: Kaç mol M çökelir? NK da oluşan T 2 gazı ne kadardır?

28 ARTAN SINIRLAYAN Z (aq) + 2 Y (aq) 5 M (s) + T 2 (g) 100 g 1.8 x molekül 7.5 x mol mol M 33.6 L T 2 / 20 g /mol / 6.02 x molekül/mol 2 : 5 VAR 5 mol Z 3 mol Y : 1 GEREK 1.55 mol Z mol Y Kolay 2 5 = 3 mol Y x mol M x 22.4L/mol 15 = 2x x = 7.5 mol 1.5 mol T 2 ARTAN Mol sayısı KÜÇÜK SINIRLAYAN tepken x mol M = 1.8 x molekül Y 1 mol Y 5 mol M 6.02 x molekül Y 2 mol Y = 7.5 mol M x L T 2 = 3 mol Y 1 mol T L T 2 2 mol Y 1 mol T 2 = 33.6 L T 2

29 Z (aq) + 2 Y (aq) 5 M (s) + T 2 (g) 1.8 x molekül x mol 3 mol Y Y M x mol M = 3 mol Y 5 mol M 2 mol Y = 7.5 mol M

30 Sınırlayıcı ve artan tepkenler

31

32 Sınırlayıcı ve artan tepkenler Sorular: 1. Üre [(NH 2 ) 2 CO] amonyak ve karbon dioksit tepkimesiyle oluşur: 2NH 3(g) + CO 2(g) (NH 2 ) 2 CO (aq) + H 2 O (s) Bu süreçte, 630 g amonyak 1140 g CO 2 ile tepkimeye sokuluyor. (a) Sınırlayıcı ve artanı olan tepkeni belirleyiniz (b) Tepkime sonucunda oluşacak ürenin teorik verimi nedir? (c) Tepkime sonunda reaksiyona girmeden kalan madde miktarı ne kadardır? 2. Alüminyum ile demir(iii) oksit arasında gerçekleşen tepkime sonucunda 3000 C kadar sıcaklık oluşur ve bu yolla metal kaynağı yapılabilir: 2Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2Fe Eğer 124 g Al ile 600 g Fe 2 O 3 tepkimeye sokulursa: (a) Hangi tepken sınırlayıcı, hangisi artanı olandır? (b) Oluşan Al 2 O 3 teorik verimi nedir? (c) Tepkime sonunda reaksiyona girmeden kalan madde miktarı ne kadardır? 1. Endüstride, çelik alaşımlarında kullanılan vanadyum metali, yüksek sıcaklıkta vanadyum(v) oksit ile kalsiyumun tepkimesiyle elde edilir: 5Ca + V 2 O 5 5CaO + 2V Bu proseste, 1.54 x 10 3 g V 2 O 5 ile 1.96 x 10 3 g Ca tepkimeye sokuluyor. (a) Vanadyum teorik verimini hesaplayınız. (b) Eğer tepkime sonunda 803 g vanadyum elde edilirse yüzde verim ne olur?

33 % Saflık Kimyasal tepkimeye giren tüm tepkenler saf değildir(safsızlıklar, çeşitli maddeler). Tepkimeye giren kısım sadece tepkenin saf kısmıdır. Bir maddenin saflığı % olarak verilir. % saflık = maddenin saf kısmının kütlesi x 100 maddenin toplam kütlesi maddenin toplam kütlesi = bileşiğin saf kütlesi + safsızlıkların kütlesi

34 % Saflık örnek problem: 750 kilogram saflığı %85 olan NaCl tepkimeye sokuluyor kaç kilogram sodyum sülfat oluşması beklenir? 2NaCl + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2HCl saf NaCl kütlesi = 0.85 x (700 kg) = 595 kg NaCl ya da g NaCl = g ya da kg

35 % Saflık Sorular: 1.Saf olmayan 300 g çinko örneği 125 ml %25 lik HCl çözeltisine (asidin yoğunluğu 1.18 g/ml) atılıyor. Örnekteki % çinko nedir? 2. Verilen tepkimeye göre: CaO + 3C CaC 2 + CO Tepkime sonunda elde edilen CaC 2 %65 saflıktadır. Buna göre 50 kg CaC 2 elde etmek için ne kadar CaO gereklidir?

36 UYGULAMA Deneyin adı; Stokiyometri Araç ve ayıraçlar Araçlar Ayıraçlar - Bek, - 0,25 g Mangan dioksit, - Üç ayak, amyant tel - 1g KClO 3 - Deney tüpü - 1g KCl Deney tüpü maşası - Hassas Terazi - Amaç; bir ayrışma tepkimesinin stokiyometrisinin incelenmesidir. - Bu deneylerde, Potasyum kloratın (KClO 3 ) ısıyla bozunması incelenecektir. - Deneyde elde edilen verilerle KClO 3 ın stokiyometrisi belirlenenecektir - Daha sonra da potasyum klorat ve potasyum klorürde % KClO 3 ve % KCl belirlenecektir. - İşlemler sırasında gerekli önlemleri alınız. Gözlük ve eldiven kullanınız Adnan Eren

37 UYGULAMA Deneyin adı; Stokiyometri Temiz ve kuru bir deney tüpünü önce boş olarak tartınız. Daha sonra 0,25 g Mangan dioksit koyup tüple birlikte tartınız. Tüpü bek alevinde kızıl dereceye kadar ısıtıp soğutarak tekrar tartınız. Aynı tüp içerisine spatül ucuyla potasyum klorat ekleyerek tekrar tartma işlemi yapınız. Tüpün çeperlerine hafifçe vurup sallayarak maddelerin iyice karışmasını sağlayınız.

38 UYGULAMA Deneyin adı; Stokiyometri Karıştırma işleminden sonra tüpü bir destek çubuğuna 45 o lik açı ile tutturarak önce yavaş yavaş daha sonra ısıyı arttırarak yaklaşık olarak 10 dakika ısıtınız. Oksijenin tamamen uzaklaştığından emin olmak için bir kibrit çöpü yakarak deney tüpünün ağız kısmına tutunuz. Eğer parlak bir alevle yanma varsa Oksijen çıkışı var demektir. Deney tamamlanınca bek alevini kapatarak deney tüpünün soğuması bekleyiniz. Bir tüp maşası ile deney tüpünü alarak tartınız.

39 UYGULAMA Deneyin adı; Stokiyometri Yukarıdaki uygulamanın tüm süreçlerini Potasyum klorat (KClO 3 ) ve Potasyum klorür (KCl) karışımı içinde uygulayınız. Tüm işlemleri ve tartım sonuçlarını not ediniz.

40 Rapor tablosu KClO 3 ile yaptığınız deney kayıtları ve hesaplamaların sonuçları Boş Tüpün Kütlesi Tüp ve MnO2 Kütlesi Tüp, MnO2 ve KClO3 Kütlesi Isıtma Sonundaki Toplam Kütle Potasyum Kloratın Kütlesi Açığa Çıkan Oksijenin Kütlesi Açığa Çıkan Oksijenin Mol Sayısı Geride Kalan Potasyum Klorürün Kütlesi Geride Kalan Potasyum Klorürün Mol Sayısı Klorun Mol Sayısı Potasyumun Mol Sayısı

41 Rapor tablosu KClO 3 ve KCl karışımı ile yaptığınız deney kayıtları ve hesaplamaların sonuçları Boş Tüpün Kütlesi Tüp ve MnO 2 Kütlesi Karışımın Kütlesi Isıtma Sonundaki Toplam Kütle Ayrılan Oksijenin Kütlesi Ayrılan Oksijenin mol sayısı Açığa Çıkan Oksijenin Mol Sayısı Karışımdaki KClO 3 Kütlesi Karışımdaki KClO 3 Mol Sayısı Karışımdaki KCl Kütlesi Karışımdaki KCl Mol Sayısı Karışımdaki KClO 3 % si Karışımdaki KCl % si Tepkime sonunda tüpteki KCl kütlesi ve mol sayısı

42 UYGULAMA SORULARI Deneyin adı; Stokiyometri KClO 3 ve KCl ün kütlece yüzde bileşimlerini hesaplayınız. Bulduğunuz değerlerden yola çıkarak Kütlenin Korunum Kanununun geçerliliğini gösteriniz. 2,00 g KClO 3 bir süre ısıtıldığında 0,54 g ağırlık azalması olmuştur. KClO 3 ın % kaçı bozunmuştur? 2,4 g KClO 3 ve KCl karışımı ısıtıldığında tüpte 2,24 g madde kalmaktadır. Karışımın yüzdesini bulunuz. 3,00 g KClO 3 ın ısıtılarak ayrıştırılmasından elde edilecek Oksijenin NK hacmini bulunuz.

43 UYGULAMA Deneyin adı; Stokiyometri Araç ve ayıraçlar Araçlar Ayıraçlar - Bek, - Çinko kum karışımı, - Üç ayak, amyant tel - 6 M HCl - Deney tüpü - 1g KCl Deney tüpü maşası - Hassas Terazi - Amaç; Karışımlarda bileşen miktarının belirlenmesi. - Bu deneyde, Zn-kum karışımındaki % Zn ve % kum oranlarının bulunması gerçekleştirilecektir - Deneyde elde edilen verilerle Çinko- kum karışımının HCl ile verdiği tepkimeniin stokiyometrisi belirlenecektir - Daha sonra da karışımdaki % Zn ve % kum belirlenecektir. - İşlemler sırasında gerekli önlemleri alınız. Gözlük ve eldiven kullanınız Adnan Eren

44 UYGULAMA Deneyin adı; Stokiyometri Zn (çinko)-kum karışımı içeren beherinizi öğretmeninizden alınız ve hassas bir şekilde tartınız. Çinkoyu çözmek için karışımın üzerine 6 M HCl çözeltisi ekleyiniz. Gaz çıkışını ve tepkimeyi gözlemleyiniz. Gaz çıkışı bittiğinde çözelti kısmını dikkatli bir şekilde lavaboya dökünüz. (NOT: Kum dökülmemelidir)

45 UYGULAMA Deneyin adı; Stokiyometri 5 ml HCl çözeltisi daha ekleyip gaz çıkışı olup olmadığını gözlemleyiniz. Eğer gaz çıkışı varsa 5 ml HCl çözeltisi ekleyerek aynı işlemi tamamlayın. Gaz çıkışı olmadığında Zn nun tamamıyla tepkimeye girdiğinden emin olabilirsiniz. Asidik çözeltiyi dikkatli bir şekilde dökünüz ve kalan kumu 2-3 defa su ile yıkayınız. Her defasında sulu kısmı dökünüz. Kum içeren beheri önceden C ye ısıtılmış etüve koyunuz

46 UYGULAMA Deneyin adı; Stokiyometri dakika sonunda beherinizi etüvden çıkarınız ve iyice soğuttuktan sonra hassas bir şekilde tartınız. 9. Beher içindeki kumu, hazırlanmış olan kum kabı içine dökünüz ve boş beheri tartınız. 10. Size verilmiş olan karışımdaki % Zn ve % kum oranlarını hesaplayınız.

47 Rapor tablosu Zn ve kum karışımı ile yaptığınız deney kayıtları ve hesaplamaların sonuçları Beher+ karışımın kütlesi Beher + kumun kütlesi Beherin kütlesi Kumun kütlesi Karışımın kütlesi Zn nun kütlesi % Zn

48 UYGULAMA SORULARI Deneyin adı; Stokiyometri 1. Kum ve Zn yi birbirinden ayırmak için başka hangi asitler kullanılabilir? 2. Aşağıdaki karışımları bileşenlerine ayırabilmek için hangi çözücüler uygundur? Nedenini açıklayıp varsa tepkimelerini yazınız. (NOT: Çözünürlük kurallarını düşününüz) a) NaCl + AgCl b) BaCO 3 + BaSO 4 c) CaCO 3 + PbCO 3 d) Mg + PbSO 4

49 UYGULAMA SORULARI Deneyin adı; Stokiyometri 3. CaCO 3 ısıtıldığında CO 2 gazı vererek bozunur. Bu bilgiye dayanarak, CaCO 3 ve CaSO 4 içeren bir karışımın % bileşimini nasıl bulabilirsiniz? 4. CaCl 2, CaCO 3 ve AgCl içeren bir karışımda her bir bileşiğin % oranını nasıl bulabileceğinizi yazınız. Prosedürü basamaklar halinde gösteriniz ve her bir basamakta bileşiklere ne olduğu açıklayınız. Deneyde gerçekleşen tepkimeleri yazınız ve hesaplamalarınızı gösteriniz:

50 UYGULAMA SORULARI Deneyin adı; Stokiyometri 5. Aşağıda verilen bileşikler için; CuCl 2, BaSO 4, KCl, PbCO 3, Mg(OH) 2, AgCl, MnS, ZnO a) Su ile ayırabileceğiniz üç çift bileşik yazınız. ve ve ve b) HCl ile ayırabileceğiniz üç çift bileşik yazınız. ve ve ve

51 Teorik(kuramsal) ve gerçek verim Teorik & gerçek verim Kimyasal tepkimeler sırasında tüm tepkenlerin tamamı ürünlere dönüşmez. Bazı tepkenlerin bir kısmı tepkimeye girmez ya da farklı ürünlere dönüşebilir, Teorik verim tepkenlerin tamamının tam olarak ürünlere dönüştüğü yani tepkimede elde edilebilecek en fazla ürünün elde edilmesi durumudur. Gerçek verim bir tepkimede elde edilen ürün miktarıdır. (gerçek verim teorik verimden her zaman daha azdır) % verim = gerçek verim x 100 teorik verim

52 Teorik(kuramsal) ve gerçek verim Bir kimyasal tepkimede oluşan ürünün hesaplanan miktarı, tepkimenin teorik verimi olarak adlandırılır. Gerçekten oluşan ürünün miktarına ise gerçek verim adı verilir. Yüzde verim ise gerçek verimin teorik verime oranlanmasıyla aşağıdaki formülle bulunur. Gerçek Verim Yüzde Verim = % 100 Teorik Verim

53 Teorik(kuramsal) ve gerçek verim Kuramsal(teorik) verim; tepken miktarlarına göre elde edilebilecek en fazla ürün miktarıdır. Gerçek verim ise; tepkime sonlandığında elde edildiği belirlenen ürün miktarıdır.

54 Gerçek verim 20 mısır tanesinden 16 tanesi patlamış mısıra dönüşürken 4 tanesi patlamadan kalmıştır. Gerçek verim 16 dır.

55 % verim gerçek verim % verim = 100 teorik verim 16 % verim = %100 = % 80 20

56 Teorik ve gerçek verim 3 F e ( k ) + 4 H 2 O ( s ) F e 3 O 4 ( k ) + 4 H 2 ( g ) Yukarıdaki tepkime uyarınca 11,9 mol (ya da 23,9 g) H 2 gazı elde edilmesi gerekmektedir. Fakat yapılan deneyde ele geçen gerçek H 2 gazı miktarı 4,2 g dır. İşlemdeki yüzde verim nedir? % V e r im = 4, 2 g H 2 100% = 2 3, 9 g H 2 % 18

57 Teorik ve gerçek verim

58 Teorik ve gerçek verim Sorular: 1.Nitrogliserin (C3H5N3O9) is güçlü bir patlayıcıdır. Bu ayrışma aşağıdaki tepkime ile gerçekleşir: 4 C3H5N3O9 6N2 + 12CO2 + 10H2O + O2 (a)2.00 x 102 g nitrogliserinin ayrışması sonucunda en fazla kaç gram O2 ele geçer? (b)tepkime sonunda 6.55 g O2 elde edildiğine göre tepkime verimi % kaçtır? 2. Titanyum, titanium(iv) klorür ile ergimiş magnezyumun 950 C C arasında aşağıdaki tepkimesi sonucu üretilir: TiCl4(g) + 2Mg(s) Ti(k) + 2MgCl2(s) Eğer 200 kg Mg ile TiCl4 tepkimeye sokulursa: (a)ti(k) teorik verimi ne olur? (b)tepkime verimi %68 olduğunda tepkime sonunda ele geçen Ti(k) gerçek verimi ne olur?

59 UYGULAMA Deneyin adı; Stokiyometri Araç ve ayıraçlar Araçlar Ayıraçlar - Bek, - FeCl 3 çözeltisi - Üç ayak, amyant tel - K 2 C 2 O 4.H 2 O - Deney tüpü - 1g KCl Deney tüpü maşası - Hassas Terazi - Amaç; Tepkime stokiyometrisinin belirlenmesi, gerçek ve teorik verimin hesaplanması. - Bu deneyde FeCl 3 (aq) + K 2 C 2 O 4.H 2 O arasında tepkime gerçekleştirilecek ve yüzde verim hesaplanacaktır. Deneyde sentezlenen K 3 Fe(C 2 O 4 ) 3.3H 2 O tuzunun stokiyometrisi ve tepkime verimi belirlenecektir. - İşlemler sırasında gerekli önlemleri alınız. Gözlük ve eldiven kullanınız Adnan Eren

60 UYGULAMA Deneyin adı; Stokiyometri 100 ml. beher içine 4 gr. K 2 C 2 O 4.H 2 O tartınız ve 8 ml saf su ekleyiniz. Bileşiği çözmek için hafifçe ısıtınız.(not: Çözelti kaynatılmamalıdır) Mezür yardımı ile 4 ml FeCl 3 çözeltisi alın ve sıcak olan çözelti içine ekleyiniz. Çözeltinin rengi yeşile dönecektir.(not: 1 ml çözeltisi 0,4 g FeCl 3 içerir) Sentezlenmek istenen maddenin çözünürlüğü sıcaklık ile artar. Bu nedenle bileşiği çöktürmek için beheri buz banyosunda bir süre bekletiniz.

61 UYGULAMA Deneyin adı; Stokiyometri Filtre kağıdını tartınız ve beher içindekileri huni ve filtre kağıdı yardımı ile süzünüz. Süzüntüyü atınız. Filtre kağıdı üzerinde kalan kristalleri çok az miktarda su ile yıkayınız. Filtre kağıdını dikkatli bir şekilde huniden alıp bir saat camı üzerine koyun. (NOT: Saat camına adınızı yazmayı unutmayınız). Bir sonraki hafta sentezlenen bileşiği tartınız.

62 Rapor tablosu K 3 Fe(C 2 O 4 ) 3.3H 2 O sentezlemek için yaptığınız deney kayıtları ve hesaplamaların sonuçları K 2 C 2 O 4.H 2 O kütlesi FeCl 3 çözeltisinin hacmi Filtre kağıdının kütlesi Filtre kağıdı+ ürün kütlesi Ürünün kütlesi FeCl 3 kütlesi FeCl 3 molü K 2 C 2 O 4.H 2 O molü Artan tepken adı ve molü Ürünün molü (Elde edilen) Ürünün molü (teorik miktar) % Verim

63 UYGULAMA SORULARI Deneyin adı; Stokiyometri Çöktürme tepkimelerinde elde edilen ürünün kütlesi daima beklenenden azdır. Nedenini açıklayınız. 1.5 gr. CaCl 2 ün 3.4 gr. AgNO 3 ile tepkimesi 2.5 gr. AgCl vermektedir. Bu tepkimenin denklemini yazıp % verimini hesaplayınız. (CaCl 2 : 111 gr/mol, AgNO 3 : 170 gr/mol, AgCl: 144 gr/mol) 3 ml, 0.1 M Pb(NO 3 ) 2, 12 ml 0.1 M K 2 CrO 4 ile tepkime vermektedir. Oluşan çökeltinin (PbCrO 4 ) miktarını ve çözeltide kalan iyonların derişimlerini hesaplayınız. (PbCrO : 323 g/mol)

64 Stokiyometrik Hesaplamalar Hidrazin bir roket yakıtıdır. NaOH, NH 3 ve Cl 2 gazının tepkimesinde ele geçen ürünlerden biridir. a) 1.00 kg Cl 2 tüketilerek ne kadar hidrazin elde edilebilir? b) Eğer tepkime sonunda 356 g hidrazin ele geçerse tepkimenin yüzde verimi ne olur? 2NaOH + Cl 2 + 2NH 3 N 2 H 4 + 2NaCl + 2H 2 O

65 Stokiyometrik Hesaplamalar Aşırı miktarda O 2 ile 4,16 g H 2 nin tepkimesinde oluşan H 2 O nun kütlesini hesaplayınız. 2H 2 + O 2 2H 2 O g

66 Stokiyometrik Hesaplamalar 6,86 g H 2 nin tamamı yandığında kaç gram O 2 tüketilir? 2H 2 + O 2 2H 2 O g

67 Stokiyometrik Hesaplarda İlave Dönüşüm Faktörlerinin Kullanılması

68 Stokiyometrik Hesaplarda İlave Dönüşüm Faktörlerinin Kullanılması Bir alaşım kütlece % 93,71 Al ve % 6,3 Cu içeriyor. Bu alaşımın yoğunluğu 2,85 g/cm 3. 0,691 cm 3 alaşım parçası aşırı miktarda HCl(aq) ile tepkimeye giriyor. Al nin tamamı tepkimeye girerken, Cu ise tepkime vermiyor. Buna göre ne kadar H 2 oluşur? alaşım alaşım

69 Stokiyometrik Hesaplarda İlave Dönüşüm Faktörlerinin Kullanılması Bir alaşım parçası % 93,71 Al ve % 6,3 Cu, yoğunluğu 2,85 g/cm 3, 0,691 cm 3 alaşım alaşım alaşım g ala. alaşım alaşım

70 Stokiyometrik Hesaplarda İlave Dönüşüm Faktörlerinin Kullanılması Kütlece % 28 lik HCl çözeltisinin yoğunluğu 1,14 g/ml dir Buna göre 1,87 g Al ile tepkime vermek üzere bu çözeltiden ne kadar almak gerekir. Çöz. Çöz. Çözelti Çöz. Çöz. Çöz. Çöz. Çöz. Çözelti

71 Kendimizi sınayalım Aşağıdaki denkleştirilmiş tepkime denklemine göre: CO (g) + 2 H 2 (g) CH 3 OH(g) 35,4 g CO ile 10.2 g H 2 nin birlemesi sonunda kaç gram CH 3 OH oluşur? Cevap: 40,5 g CH 3 OH oluşur.

72 Kendimizi sınayalım Salisilik asit( C 7 H 6 O 3 ) ile asetik anhidritin (C 4 H 6 O 3 ) birleşmesi sonucunda aspirin (C 9 H 8 O 4,) sentezlenir. Eğer 2.00 g salisilik asit ile 4.00 g asetik anhidrit, tepkimeye sokulursa ne kadar aspirin elde edilebilir ve hangi tepkenden ne kadar artar? Tepkime sırasında oluşan diğer bir üründe asetik asittir. (HC 2 H 3 O 2 ) cevap: 2,61 g oluşurken 2,52 g asetik anhidrit tepkimeye girmeyerek artar.

73 Kendimizi sınayalım Eğer 10.0 g karbon disülfür 10.0 g klor gazı ile, tepkimeye sokulursa ürün olarak kaç gram karbon tetraklorür oluşur ve hangi tepkenden kaç gram artar? Tepkime denklemini denkleştiriniz: CS 2 (g) + Cl 2 (g) CCl 4 (s) + S 2 Cl 2 (g) Cevap: 7.23 g CCl 4 oluşur ve 6.4 g CS 2 artar

74 Kendimizi sınayalım 25.0 g NaBr ile 25.0 g Cl 2 gazı tepkimeye giriyor. Tepkime sonunda oluşan NaCl miktarı 12.1 g olduğuna göre tepkime verimini hesaplayınız? NaBr(aq) + Cl 2 (g) Br 2 (s) + NaCl(aq) [tepkimeyi denkleştiriniz] Cevap: %85.2

75 Kendimizi sınayalım CS 2 (g) + 3 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 SO 2 (g) 15,0 g CS 2 ve 35,0 g O 2 karıştırılarak tepkimeye sokuluyor % 78,6 verimle. Ne kadar SO 2 ele geçer? cvap: 19,8 g SO 2

76 Kendimizi sınayalım Cıva ve brom ikiside sıvı olan elementlerdir. Bu iki elementin tepkimesinden sadece cıva (II) bromür oluşur. Buna göre 5.00 ml cıva ile 5.00 ml brom tepkimesinden % 82,2 verimle kaç gram cıva (II) bromür ele geçer? Cıvanın yoğunluğu 13,5 g/ml, bromun ise 3,2 g/ml dir. Cevap: 29,7 g HgBr 2