1 mol = 6, tane tanecik. Maddelerde tanecik olarak atom, molekül ve iyonlar olduğunda dolayı mol ü aşağıdaki şekillerde tanımlamak mümkündür.

Transkript

1 1 GENEL KİMYA Mol Kavramı 1 Mol Kavramı Günlük hayatta kolaylık olsun diye, çok küçük taneli olan maddeler tane yerine birimlerle ifade edilir. Örneğin pirinç alınırken iki milyon tane pirinç yerine ~ bir kilogram pirinç ifadesi kullanılır. Yine aynı şekilde düzine ve deste kavramları da sıkça kullanılır. Pirinç taneleriyle kıyaslanamayacak kadar küçük olan atom, molekül ve iyonlarında birimlerle ifade edilmeleri kimyada çok büyük kolaylıklar sağlar. Kimyada atom, molekül ve iyonlar için Mol (n) birimi kullanılır. Bir mol 6, tane tanecik olarak kabul edilir. İtalyan bilgin Amedeo Avogadro onuruna bu rakama Avogadro sayısı denir ve N ile simgesi gösterilir. 12 g 12 C izotopunda 6, tane C atomu olduğu deneysel olarak ispatlandığından dolayı, SI sisteminde bir mol, 12 g 12 C izotopunda bulunan tanecik sayısı (6, ) olarak ifade edilir. Bu hesaplamalar yapılırken en hafif atom olan hidrojen atomunun 1 molünün kütlesinin 1 g.mol -1 olması göz önünde bulundurulmuştur. 1 mol = 6, tane tanecik Maddelerde tanecik olarak atom, molekül ve iyonlar olduğunda dolayı mol ü aşağıdaki şekillerde tanımlamak mümkündür. Bir mol atom (Bir atom-gram) 6, tane atom veya 6, tane atomun kütlesi şeklinde tanımlanabilir. Buna göre; 1 mol-atom hidrojen : 1 atom-gram hidrojen: 6, tane hidrojen atomu: 1 g 1 mol-atom oksijen : 1 atom-gram oksijen : 6, tane oksijen atomu : 16 g 1 mol-atom karbon : 1 atom-gram karbon : 6, tane karbon atomu : 12 g 1 g, 16 g ve 12 g değerleri 12 C izotopuna bağlı olarak hesaplanmıştır ve bu değerler bir mol atomun kütlesi, atom kütlesi veya bağıl atom kütlesi şeklinde tanımlanır. Aynı şekilde bütün elementlerin bağıl atom kütleleri 12 C izotopuna bağlı olarak hesaplanmıştır.

2 2 Buradan bir tane oksijen atomunun bir tane hidrojen atomunun 16 katı, bir tane karbon atomunun bir tane hidrojen atomunun 12 katı kadar bir kütleye sahip olduğu söylenebilir. Gerçek atom kütlesi (Bir tane atomun kütlesi) Bir tane atomun kütlesi demektir. 1 tane atomun kütlesi = Bağıl atom kütlesi (1 mol-atomun kütlesi) Avagadro sayısı (N) Bir mol molekül (Bir molekül-gram) 6, tane molekül veya 6, tane molekülün kütlesi şeklinde tanımlanabilir. Buna göre; 1 mol-molekül H 2 : 1 molekül-gram H 2 : 6, tane hidrojen molekülü: 2 g 1 mol-molekül O 2 : 1 molekül-gram O 2 : 6, tane oksijen molekülü : 32 g 1 mol-molekül H 2 O: 1 molekül-gram H 2 O: 6, tane su molekülü : 18 g 2 g, 32 g ve 18 g değerleri yine dolaylı olarak 12 C izotopuna bağlı olarak hesaplanmıştır ve bu değerler bir mol molekülün kütlesi, molekül kütlesi veya bağıl molekül kütlesi şeklinde tanımlanır. Aynı şekilde bütün moleküllerin bağıl atom kütleleri 12 C izotopuna bağlı olarak hesaplanmıştır.

3 3 Gerçek molekül kütlesi (Bir tane molekülün kütlesi) Bir tane molekülün kütlesi demektir. 1 tane molekülün kütlesi = Bağıl molekül kütlesi (1 mol-molekülün kütlesi) Avagadro sayısı (N) Mol sayısının hesaplanması Mol sayısı genelde 3 yolla hesaplanır. 1. n : Mol sayısı m : Verilen kütle M A : Bir molün kütlesi Örnek: 0,9 g glukoz (C 6 H 12 O 6 ) kaç mol dur? (C: 12, H: 1, O: 16) M A : C 6 H 12 O 6 = = 180 g.mol -1 m: 0,9 g 0,9 g n : 180 g.mol - 1 : mol 2. n : Mol sayısı N o N : Verilen tanecik sayısı : Avogadro sayısı

4 4 Örnek: 3, tane CO 2 molekülü kaç mol dur? 3,01.10 : 6, n 23 :0,005 mol 3. Normal şartlar altında (N.Ş.A; 0 o C ve 1 atm basınç) bütün gazların 1 molü 22,4 litre hacim kaplar Oda şartlarında (25 o C ve 1 atm basınç) bütün gazların 1 molü ~24,5 litre hacim kaplar Buna göre; N.Ş.A da n : Mol sayısı V : Verilen hacim 22,4 : Bir mol gazın hacmi Buna göre; Oda şartlarında n : Mol sayısı V : Verilen hacim 24,5 : Bir mol gazın hacmi Örnek: N.Ş.A da 5,6 litre CO 2 gazı kaç mol dur? 5,6 lt n : 22,4 lt : 0,25 mol

5 5 Avagadro hipotezi: Aynı şartlarda (aynı sıcaklık ve basınç) gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda mol veya molekül vardır. Örnek: Aynı şartlarda bulunan CO 2 ve He gazları karışımında 2,2 g CO 2 ve 0,2 g He vardır buna göre hacimlerinin oranını bulunuz (C: 12, O: 16, He: 4). M n n V V CO2 He CO2 He CO2 2,2 g : 4 g.mol : : : 44 g.mol -1 2,2 g 44 g.mol 0,05 : :1 0,05 :0,05 mol -1-1 :0,05 mol Atomik kütle birimi (a.k.b) Bir tane 12 C izotopunun kütlesinin 12 de birine bir atomik kütle birimi denir ve kısaca a.k.b ile simgelenir. Dolayısıyla 1 a.k.b aşağıdaki şekilde hesaplanır. Örneğin; 1 tane hidrojen atomu 1/N g olduğundan 1 a.k.b, 1 mol hidrojen atomu 1 g olduğundan N a.k.b,

6 6 1 tane su molekülü 18/N g olduğundan18 a.k.b, 1 mol su molekülü 18 g olduğundan18.n a.k.b, 1 tane karbon atomu 12/N g olduğundan 12 a.k.b, 1 mol karbon atomu 12 g olduğundan 12.N a.k.b olarak hesaplanır. Sorular 1. Aşağıda bulunan maddelerin kütlelerini karşılaştırınız. (H: 1) a) 1 tane hidrojen atomu b) 1 tane hidrojen molekülü c) 1 atom-gram hidrojen d) 1 molekül-gram hidrojen e) 2 a.k.b. 2. Aşağıda bulunan maddelerdeki atom sayısını hesaplayınız (N: 14, H: 1, S: 32, O: 16, C: 12). a) 1 tane (NH 4 ) 2 SO 4 molekülü b) 1 mol (NH 4 ) 2 SO 4 molekülü c) 0,9 g glukoz (C 6 H 12 O 6 ) 3. 0,22 g C 3 H 8 gazı için aşağıdaki soruları cevaplandırınız (C: 12, H: 1). a) Kaç mol dur? b) Kaç tane molekül içerir? c) Toplam kaç tane atom içerir? d) N.Ş.A da kaç litredir? e) Toplam kaç tane C atomu içerir? f) Toplam kaç tane hidrojen atomu içerir? 4. Toplam 6, tane atom içeren N 2 O 3 gazı için aşağıdaki soruları cevaplayınız (N: 14, O: 16). a) Kaç mol dur? b) N.Ş.A da kaç litredir? 5. C n H 2n+2 O bileşiğinin 3,7 gramında 0,8 oksijen bulunduğuna göre, bileşiğin 1 molünde toplam kaç mol-atom bulunur? (C: 12, H: 1, O: 16).

7 7 6. A 2 O nun mol sayısının N 2 O 3 ün mol sayısına oranı 2/3 olan bir karışımın 0,5 molü 31,6 g geldiğine göre A nın bir molü kaç gramdır? (N: 14, O: 16). 7. 7,6 g N 2 X 3 ile 6,48 g N 2 X 5 bileşiğinde eşit miktarda X bulunduğuna göre, X in mol-atom kütlesini bulunuz. (N: 14). 8. N.Ş.A da 4,5 gram H 2 O için aşağıdaki soruları cevaplayınız (H: 1, O: 16). a) Kaç litredir? b) Toplam kaç tane atom içerir? 9. Toplam 3, tane molekül içeren CH 4 ve C 2 H 6 gaz karışımında 2,6 molatom hidrojen bulunduğuna göre karışımdaki CH 4 ün mol sayısını bulunuz (C: 12, H: 1, O: 16). 10. Kütlece % 20 hidrojen içeren C 2 H 2 ve C 2 H 6 dan oluşan bir karışımda toplam kaç tane atom bulunur? (C: 12, H: 1, O: 16). 11. C 3 H 8 ve CO 2 gazları karışımı toplam 0,1 mol olduğuna göre, karışımdaki karbonun toplam kütlesi hangisi olabilir? (C: 12, H: 1, O: 16). a) 3 b) 6 c) 9 d) 12 e) X a molekülünün 1 molü 120 g ve bir tane X atomu gramdır. Buna göre X a ın bir molekülünde kaç tane atom vardır? (N: ) 13. 7,1 g A 2 S 3 teki S miktarı ile 5,1 g H 2 S teki S miktarları eşit olduğuna göre A nın bir molü kaç gramdır? (S: 32). 14. NO ve NO 2 gazları karışımının N.Ş.A daki toplam hacmi 11,2 litre olduğuna göre karışımdaki azotun kütlesini hesaplayınız. (N: 14). 15. CH 4 ve C 3 H 8 karışımının toplam mol sayısı 0,5 ve karışımın toplam kütlesi ise 10,8 gramdır. Buna göre karışımda bulunan gazların her birinin mol sayısını bulunuz (C: 12, H: 1).