ÜNİTE I - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK 13. IUPAC’a göre 13. grupta bulunan X elementi 3A grubu elementidir. 3. periyot, 3A grubunda bulunan X elementinin elektron dağılımı; 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 şeklinde olur. Elektron dizilimindeki toplam elektron sayısı atom numarasına eşittir. Atom numarası: 2 + 2 +6 +2 +1 = 13 olur. DOĞRU - YANLIŞ 1. D 2. Y 3. D 4. D 5. Y 6. Y 7. D 8. Y 9. D 10. Y 11. Y 14. Y 15. Y 12. Y 13. Y BOŞLUK DOLDURMA 1. değerlik, değerlik elektronu 6. elektronegatiflik 11. asidik oksit 2. periyot, grup 3. yörünge, orbital 7. yükseltgenme basamağı 12. +6 4. iyonlaşma enerjisi 5. +5 8. kuantum 13. artar 9. 14.Aufbau Prensibi, Hund Kuralı, d Pauli İlkesi 10. −1 51
ÜNİTE II - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK a. Boyle Yasası’na göre basınç hacimle ters orantılıdır. P1 . V1 = P2 . V2 bağıntısında sorudaki değerler 1. ve 2. durum için yazıldığında, 1 . 4 = P2 . 2 � P2 = 2 atm olur. 1. b. Hareketli pistonlu kaplarda gaz basıncı dış basınca eşittir ve sabittir. Pgaz = 1 atm c. Sabit basınç ve sıcaklıktaki gazın mol sayısı ile hacmi doğru orantılıdır. V1 V2 4 V2 n1 = n2 � 1 = 1,5 � V2 = 6 L bulunur. Karışım halindeki bir gazın toplam basıncı gazların toplam mol sayısı ile doğru orantılıdır. Her bir gazın kısmi basıncı da o gazın mol sayısı ile doğru orantılıdır. 2. nT = nHe + nSO2 = 2 + 3 = 5 mol 5 mol 8 atm ise, 5 mol 8 atm ise, 3 mol ? atm ise, 2 mol ? atm’dır. ? = 3,2 atm = PHe ? = 4,8 atm = PSO2 • Boyle Yasası’na göre “Sabit sıcaklıkta, belirli bir miktar gazın hacmi, basıncı ile ters orantılıdır.” • Charles Yasası’na göre “Sabit basınçta, belirli bir miktar gazın hacmi, mutlak sıcaklığı ile doğru orantılıdır.” • Avogadro Yasası’na göre “Sabit basınçta ve sıcaklıkta gazların hacimleri mol sayısı ile doğru orantılıdır. a. Kap hacmi azaltılmıştır. 3. b. Kap hacmi artırılmıştır. c. Sıcaklığı artırılmıştır. d. Kaptaki gaz miktarı artırılmıştır. 4. Günümüzde kullanılan buzdolabı, klima gibi soğutma sistemlerinde Joule - Thomson olayından yararlanılır. Genleşen gazlar genleşirken öz ısılarını kullandıkları için kinetik enerjileri azalır ve bulunduğu ortamı soğutur. İdeal gaz denklemi 5. de buzdolabının ve klimanın nasıl çalıştığını daha iyi anlatır. PV = nRT 52 Bu denklemden görüleceği üzere gazın hacmi ve basıncı artırdığımız zaman (mol sayısı sabit olmak koşuluyla) sıcaklı- ğın arttığı, düşürdüğümüzde ise sıcaklığın azaldığı görülür. Soğutucu sistemlerde yapılan aslında budur, buzdolabınıza biraz dikkatli bakarsanız özellikle dondurucularda da daha da belirgindir. Küçük kılcal görürsünüz. Bu boruların içinde diklorodiflorometan vs. gibi soğutucu gazlar vardır. a. Birbiriyle tepkime vermeyen farklı kaplardaki gazlar karıştırıldığında; P1 . V1 + P2 . V2 + P3 . V3 + ... = Ps . Vs bağıntısı kullanılabilir. 2 . 2 + 0 . 1 + 3 . 2 = Ps . (2 + 1 + 2) � Ps = 2 atm bulunur. b. P1 . V1 = P2 . V2 bağıntısında herbir gazın kısmi basıncı bulunabilir. 2 . 2 = PHe . 5 � PHe = 0,8 atm bulunur. 3 . 2 = PCH4 . 5 � PCH4 = 1,2 atm bulunur.
ÜNİTE II - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK a. a . PV = nRT nToplam = nCO2 + nHe + nCH4 = 0,15 + 0,02 + 0,13 = 0,30 mol 1 atm 76 cm Hg ise, X atm 114 cm Hg X = 1,5 atm 22,4 273 6. PV = nRT � 1,5 . 4,48 = 0,30 . . T T = 273 K � T = t + 273 273 = t + 273 � t = 0 ºC bulunur. b. PMA = dRT 0,41 . 44 = d . 0,082 . 400 d = 0,55 g / L bulunur. a. PT = Pgaz + PH2O 2306,74 = PH2 + 26,74 PH2 = 2280 mmHg 1 atm 760 mm Hg ise, X atm 2280 mm Hg 7. X = 3 atm bulunur. b. PV = nRT 3 . 8,2 . 10−3 = nH2 . 0,082 . 300 nH2 = 1,0 . 10−3 mol bulunur. a. VX = MAY = 64 = 4 bulunur. VY MAX 4 1 8. b. Gazların yayılma hızı arttıkça yayılma süreleri kısalır. Gazların yayılma hızları arasındaki oran (VX / VY) 4/1’dir. Gazların yayılma süreleri arasındaki oran (tX / tY) 1/4’tür. X gazı dakikada 1 mm yayılıyorsa, Y gazı dakikada 0,25 mm yayılır. a. Gazlar aynı ortamda bulunduklarından dolayı sıcaklık ve basınçları aynıdır. İdeal gaza yaklaşmanın bir başka nedeni de gazın türüdür. Aynı şartlarda bulunan gazlardan mol kütlesi küçük olan ideal gaza daha yakındır. Çünkü mol kütlesi küçük olan gaz- larda moleküller arasındaki zayıf etkileşimler daha azdır. H2 gazı ideal gaza en yakındır. 9. b. PV = nRT 11,2 . 2 = n . 22,4 . 273 � n = 1 mol 273 n= m �1= 24 � MA = 24 g / mol MA MA 53
ÜNİTE II - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK P1 = 2 atm � P2 = ? n1 = 2 mol � n2 = 2 + 1 = 3 mol 10. T1 = T � T2 = 2T P1 = P2 bağıntısı kullanılarak soru çözülebilir. n1 . T1 n2 . T2 2 = P2 � P2 = 6 atm 2 . T 3,2 .T 11. I. 1. kap artar, 2. kap değişmez. II. 1. kap değişmez, 2. kap artar. III. Her iki kapta da artar. PV = nRT eşitliğinde, gazlar aynı kapta oldukları için hacimleri eşittir. Gazların mutlak sıcaklıkları aynı alındığında ba- sınçla mol sayısı doğru orantılıdır. Basınçları arasındaki ilişki; PX > PY > PZ şeklindedir. a. nX > nY > nZ şeklindedir. b. Aynı sıcaklıkta bulunan gazların difüzyon hızları taneciklerin mol kütlelerinin kareköküyle ters orantılıdır. 12. n= m bağıntısına göre, gazların kütleleri eşit olduğundan mol kültesi küçük olanın mol sayısı daha büyüktür. MA Mol sayıları arasındaki ilişki nX > nY > nZ olduğundan mol kütleleri arasındaki ilişki, MAZ > MAY > MAX şeklindedir. Gazların difüzyon hızları arasında, VX > VY > VZ ilişkisi vardır. c. PMA = dRT Gazların özkütleleri aynı sıcaklıkta basınç ve mol kütleleriyle doğru orantılıdır. dZ > dY > dX şeklinde olur. 13. O2 gazının başlangıçtaki basıncı dış basınca eşittir. Kaplar arasındaki musluk açıldığında; Ps . Vs = P1 . V1 + P2 . V2 1 . Vs = 3 . 2V + 1 . 2V � Vs = 8V olur. Bu durumda piston I noktasında durur. Gaz taneciklerinin difüzyon hızları gaz taneciklerinin mutlak sıcaklığın karaköküyle doğru, mol kütlesinin karaköküyle ters orantılıdır. Gazların yayılma hızları yayılma süreleriyle ters orantılıdır. 14. VCH4 = TCH4 . MASO2 = tSO2 VSO2 TSO2 MACH4 tCH4 VCH4 = T . 64 = 15 � TSO2 = 4 T bulunur. VSO2 TSO2 16 15 54
ÜNİTE II - CEVAP ANAHTARI DOĞRU - YANLIŞ 1. D 2. D 3. Y 4. D 5. D 6. Y 7. Y 8. D 9. D 10. D 11. Y 14. Y 15. D 12. D 13. Y 1. madde miktarı BOŞLUK DOLDURMA 11. faz diyagramı 2. barometre 12. 2,4 3. difüzyon 6. 45 13. soğutucu akışkan 4. 22,4 7. 3 5. ideal 8. buhar 9. 5,5 10. efüzyon 55
ÜNİTE III - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK Genellikle benzer türdeki ..................... birbiri içinde iyi çözünür. Yani polar çözücüler polar yapılı maddeleri çözerken, apolar çözücülerde apolar yapılı maddeleri çözerler. Buna göre; I2: Apolar molekül Kimyasal türler Etkileşim türü Çözünür veya CCI4: Apolar molekül I2 ve CCI4 Çözünmez NH3 ve H2O London Çözünür 1. NH3: Polar molekül, hidrojen bağı CO2 ve H2O Hidrojen bağı Çözünür H2O: Polar molekül, hidrojen bağı NaCI ve H2O İndüklenmiş CO2: Apolar molekül C2H5OH ve HCI dipol - dipol Çözünmez NaCI: İyonik bileşik İyon - dipol Çözünür C2H5OH: Polar molekül, hidrojen bağı Dipol - dipol HCI: Polar molekül Çözünür a. Kütlece % derişim = mçözünen . 100 mçözelti 20 = mçözünen . 100 � mçözünen = 80 g 400 400 − 80 = 320 g su Bu çözeltinin doygun hale gelmesi için 40 g NaCI eklendiğine göre, 2. 320 g suda 80 + 40 = 120 g NaCI tuzu çözünmüştür. 320 g suda 120 g NaCI tuzu çözünürse, 100 g suda ? ? = 37,5 g NaCI 60 ºC’deki NaCI tuzunun çözünürlüğü 37,5 g / 100 g sudur. b. M = n � 1,5 = n � n = 0,60 � 0,6 = m � m = 24 g NaOH V 0,4 40 a. 600 mL’lik NaOH çözeltisinin 1/3’ü buharlaştığına göre, 600 . 1 = 200 mL su buharlaşır. 3 V2 = 600 − 200 = 400 mL çözelti M1 . V1 = M2 . V2 3. 5 . 600 = M2 . 400 M2 = 7,5 M olur. b. Çözelti derişimine hacim değişiminin etkisi; M1 . V1 = M2 . V2 5 . 600 = 3 . (600 + X) X = 400 mL su eklenir. 56
ÜNİTE III - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK c. M1 . V1 = M2 . V2 5 . 600 = M2 . 1200 M2 = 2,5 M olur ya da hacim 2 katına çıkınca molarite yarıya ineceğinden 2,5 M sonucu bulunabilir. a. Aynı tür çözeltiler karıştırıldığında oluşan yeni çözeltinin hacmi veya molaritesi aşağıdaki eşitlik ile bulunabilir. M1 . V1 + M2 . V2 + ... = Ms . Vs 0,2 . 200 + 0,3 . 200 = Ms . 400 Ms = 0,25 M bulunur. 4. b. dçözelti = mçözelti Vçözelti 1,4 = mçözünen . 100 300 mçözelti = 420 g KOH çözeltisi 420 g kOH çözeltisinin %20’si KOH olduğuna göre, 420 . 20 = 84 g KOH bulunur. 100 a. • Kış aylarında uçakların alkolle yıkanması • Buzlu ve karlı yollara tuz dökülmesi • Araba radyatörlerine antifriz konması • Deniz ve tuz göllerinin tatlı sulardan daha geç donması 5. b. n = m = 155 = 2,5 mol MA 62 msu = 1250 g = 1,250 kg m= n = 2,5 = 2 molal msu 1,250 ΔTd = −Kd . m . i ΔTd = −1,86 . 2 . 1 = −3,72 ºC a. Çözeltideki su ve mol sayıları ile mol kesirlerini bulalım. nsu = 7,2 = 0,4 mol 18 6. nglikoz = 36 = 0,2 mol 180 nT = 0,6 mol Xsu = 0,4 0,6 Pçözelti = Pºsu . Xsu = 27 . 0,4 0,6 Pçözelti = 18 mm Hg bulunur. 57
ÜNİTE III - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK b. nglikol = m = 2480 = 40 mol MA 62 m= n = 40 = 4 molal Msu 10 ΔTk = Kk . m . i ΔTk = 0,52 . 4 . 1 = 2,08 ºC Çözeltinin kaynamaya başlama noktası, 100 + 2,08 = 102,08 ºC a. 300 g çözücüde 120 g tuz varsa, 100 g çözücüde ? ? = 40 g tuz Tuzun çözünürlüğü 40 g / 100 g sudur. 7. b. 100 g su + 40 g KCI = 140 g doymuş çözelti (çözünürlük) 140 g çözeltide 40 g KCI varsa, 560 g çözeltide ? ? = 160 g KCI vardır. Kaynamaya başlama sıcaklıkları derişimler ile doğru orantılıdır. Ca(NO3)2 → Ca(2s+uda) + 2NO3−(suda) 0,1 M 0,1 M 0,2 M MgCI2 → Mg(2s+uda) + 2CI(−suda) 0,2 M 0,1 M 0,2 M 8. Ca(NO3)2 için toplam iyon sayısı = 0,3 M MgCI2 için toplam iyon sayısı = 0,6 M 0,3 M 3 ºC 0,6 M ? ? = 6 ºC arttırır. MgCI2 aynı ortamda 100 + 6 = 106 ºC’de kaynamaya başlar. a. Grafik incelendiğinde gazın 100 g suda çözünürlüğü 10 ºC’de 8 g, 20 ºC’de 6 g, 30 ºC’de 4 g olduğu görülür. Bu du- rumda gazın sudaki çözünürlüğü, sıcaklık arttıkça azalır. Gazların çözünürlüğü sıcaklıkla ters orantılıdır. 9. b. İkinci grafik incelendiğinde gazların çözünürlüğünün basınçla doğru orantılı olarak değiştiği görülür. c. İkinci grafik incelendiğinde 25 ºC’de aynı basınçtaki gazların sudaki çözünürlüğü Ar > O2 > N2 şeklindedir. Dolayısıyla basınç artışından en fazla Ar gazı etkilenir. 58
ÜNİTE III - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK a. 30 ºC’de → 120 g çözelti 20 g tuz 240 g çözelti ? ? = 40 g tuz b. 50 ºC’de → 100 g çözelti 24 g tuz ? g su 30 g tuz ? = 125 g su olmalıdır. Çözeltinin 50 ºC’de doygun olabilmesi için 250 − 125 = 125 g su buharlaştırılmalıdır. c. 50 ºC’de → 100 g su 24 g tuz çözer. ? g su 72 g tuz ? = 300 g su 10. 50 ºC’de → 100 g su 15 g tuz çözer. 300 g su ? ? = 45 g tuz çözünür. 72 −45 = 27 g tuz çöker. d. 30 ºC’de → 120 g çözelti 24 g tuz 180 g çözelti ? ? = 30 g tuz 180 − 30 = 150 g su bulunur. 20 ºC’de → 100 g su 15 g tuz ? g su 30 g tuz ? = 200 g su olmalıdır. 200 − 150 = 50 g su eklenmelidir. 20 ºC’de → 140 g çözelti 40 g X 420 g çözelti ? ? = 120 g X tuzu vardır. 11. 420 − 120 = 300 g su vardır. 50 ºC’de → 140 g su 25 g X tuzu ? g su 120 g X tuzu ? = 480 g su olmalıdır. 480 − 300 = 180 g su eklenmelidir. n= m = 117 = 0,5 mol MA 234 12. M= n = 0,5 = 1 M V 0,5 AI2(CO3)3 → 2AI(3s+uda) + 3CO32(−suda) 1M 2M 3M Toplam iyon derişimi = 2 + 3 = 5 molar bulunur. 59
ÜNİTE III - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK 13. t2 > t1 olduğuna göre sıcaklık artınca çözünürlük azaldığına göre ekzotermik çözünmedir. Gazların sudaki çözünürlüğü basınçla doğru, sıcaklıkla ters orantılıdır. 14. Buna göre basıncın en yüksek, sıcaklığın en düşük olduğu C3 çözünürlük en fazladır. Basıncın en düşük, sıcaklığın en yüksek olduğu C1 çözünürlük en azdır. Buna göre, oksijen gazının sudaki çözünürlüğü C3 > C2 > C1 şeklindedir. DOĞRU - YANLIŞ 1. D 2. D 3. Y 4. D 5. D 6. Y 7. D 8. D 9. D 10. Y 11. D 14. D 15. D 12. Y 13. Y 1. iyon - dipol BOŞLUK DOLDURMA 11. seyreltik çözelti 2. hidrojen bağı 12. donma noktasını 3. ters osmoz 6. çözünürlük 13. ppm 4. molalite 7. polar / apolar 5. Raoult Yasası 8. koligatif 9. basınç / gazların 60 10. molarite
ÜNİTE IV - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK a. ΔH = ∑Hürünler − ∑Hgirenler ∑Hürünler = −1028,6 kJ ∑Hgirenler = −1206,9 kJ ΔH = (−1028,6) − (−1206,9) ΔH = +178,3 kJ b. ΔH = +178,3 kJ 1. ΔH > 0 olduğundan tepkime endotermiktir. c. Potansiyel enerji (kj ) −1028,6 CaO(k) + CO2(g) Ürünler ΔH = +178,3 kJ −1206,9 CaCO3(k) Girenler Tepkime koordinatı Ekzotermik tepkimelerde enerji (ısı) açığa çıkar. Oksijen gazının suda çözünmesi, yağmur yağması ve demirin paslan- 2. ması ekzotermik tepkimelere örnektir. (II, IV ve V) a. ∑Hürünler = 30 kJ ∑Hgirenler = 70 kJ ΔH = ∑Hürünler − ∑Hgirenler ΔH = 30 − 70 = −40 kJ b. Tepkime ters çevrildiğinde ΔH değerinin işareti değişir. 3. 2AB2(g) → 2AB(g) + B2(g) ΔH = +40 kJ Potansiyel enerji (kj) 70 AB(g) + B2(g) Ürünler ΔH = +40 kJ 30 AB2(g) Girenler Tepkime koordinatı Belirli bir basınç ve sıcaklıkta bir bileşiğin elementlerinden oluşması sırasındaki ısı değişimine oluşum entalpisi denir. Bir mol bileşiğin enerji değişimine molar entalpi adı verilir. Buna göre, 4. C(k) + 1/2O2(g) → CO(g) 2AI(k) + 3/2O2(g) → AI2O3(k) tepkimeleri 1 mol bileşik elementlerinden oluştuğundan standart molar oluşum tepkimeleridir. (III ve IV) 61
ÜNİTE IV - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK a. I. tepkime aynen alınır, II. tepkime ters çevrilip iki ile çarpılırsa istenen net tepkime elde edilmiş olur. I. C(k) + O2(g) → CO2(g) Δ1º = −393,5 kJ II. 2CO2(g) → 2CO(g) Δ2º = +566 kJ C(k) + CO2(g) → 2CO(g) + O2(g) ΔHº = +172,5 kJ 5. b. Verilen tepkime 2'ye bölünerek I. tepkime elde edilir. XY3(g) + 3/2Z2(g) → 1/2X2(g) + 3YZ(g) ΔH1 = −300 kJ Verilen tepkime 2 ile çarpılırsa II. tepkime elde edilir. 4XY3(g) + 6Z2(g) → 2X2(g) + 12YZ(g) ΔH2 = −1200 kJ Verilen tepkime ters çevrilirse III. tepkime elde edilir. X2(g) + 6YZ(g) → 2XY3(g) + 3Z2(g) ΔH3 = +600 kJ Olay Olay endotermik veya ekzotermik Na(+g) + CI( –g) → NaCI(k) Ekzotermik Ekzotermik 6. C6H6(g) → C6H6(s) Endotermik Ca(g) → Ca(2g+) + 2e – Endotermik N2(g) → 2N(g) Ekzotermik CI(g) + e – → CI( –g) a. C3H6(g) + 9/2O2(g) → 3CO2(g) + 3H2O(g) b. C3H6(g) + 9/2O2(g) → 3CO2(g) + 3H2O(g) 7. 0,3 mol 0,9 mol 1 mol C3H6 yandığında 1600 kJ ısı çıkayorsa, 0,3 mol C3H6 yandığında ? ? = 480 kJ ısı açığa çıkar. ΔHº = ∑Hºkırılan bağlar − ∑Hoºluşan bağlar H H C O H + 3/2(O O) → O C O + 2(H O H) 8. H ΔH = [(3 . 4/4) + (360) + (464) + (3/2 . 498)] − [(2 . 799) + (4 . 464)] ΔH = +1425 kJ a. Paylaşılan elektron çifti sayısı arttıkça bağ uzunluğu kısalır, bağ kuvveti artar. Bu nedenle üçlü bağlar ikili bağlardan, ikili bağlar da tekli bağlardan daha kısa ve daha sağlamdır. 9. Buna göre bağ sağlamlıkları; II > III > I şeklinde olur. b. Bağ sayısı arttıkça bağ uzunluğu kısalır. I > III > II şeklinde olur. 62
ÜNİTE IV - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK Verilen tepkimenin tepkime entalpisini hesaplamak için I. tepkime ters çevrilir, II. tepkime 3 ile çarpılır, III tepkime 4 ile çarpılmalıdır. Düzenlenen bu üç tepkime entalpi değerleri aşağıdaki gibi taraf tarafa toplanırsa net tepkimenin entalpi değeri hesap- lanmış olur. 10. 3CO2(g) + 4H2O(s) → C3H8(g) + 5O2(g) ΔHº = +2220 kJ 3C(k) + 3O2(g) → 3CO2(g) ΔHº = −1182 kJ 4H2(g) + 2O2(g) → 4H2O(s) ΔHº = −1144 kJ 3C(k) + 4H2(g) → C3H8(g) ΔHº = −106 kJ 11. 25 ºC sıcaklık ve 1 atm basınçta bir bileşiğin elementlerinden oluşması sırasındaki ısı değişimine standart oluşum en- talpisi denir. Elementlerin standart şartlardaki oluşum entalpileri sıfır kabul edilir. Standart şartlarda birden çok allotropu olan elementlerin en kararlı allotropları esas alınır. Buna göre III ve IV. tepkilemerdeki tepkilemerin entalpileri, ürünlerde oluşan bileşiklerin oluşum entalpilerine eşittir. I ve II. tepkimelerin entalpileri oluşum entalpisi değildir. Buna göre III ve IV. tepkimelerin entalpi değişimleri oluşum entalpisine eşittir. ΔHº = ∑Hºürünler − ∑Hºgirenler ΔHº = [ΔHCº O2 + 2ΔHHº 2O ] − [ΔHCº H4 + 2ΔHOº 2 ] ΔHº = [(−394) + 2 . (−286)] − [−75 + 0] 12. ΔHº = −891 kJ CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(s) 1mol CH4 yakılınca 891 kJ ısı 0,5 mol CH4 yakılınca ? ? = 445,5 kJ ısı ortaya çıkar. a. ∑Hºürünler = −394 kJ ∑Hºgirenler = 0 ΔHº = ∑Hºürünler − ∑Hºgirenler ΔHº = (−394) − (0) = −394 kJ 13. C(k) ve O2(g) elementlerinin standart oluşum entalpisi sıfır olduğundan standart tepkime entalpisinin hesaplanmasına ilişkin hesaplamaya katılmaz. Dolayısıyla tepkimenin entahpi değişimi CO2 gazının molar oluşum entalpisine eşittir. ΔHCº O2 = −394 kJ / mol b. Ekzotermik tepkimelerde ΔH değerinin işareti negatiftir. ΔH < 0 olduğundan tepkime ekzotermiktir. 63
ÜNİTE IV - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK a. ΔHº = ∑Hüºrünler − ∑Hgºirenler ΔHº = −30 − 0 = −30 kJ ΔHº < 0 olduğundan tepkime türü ekzotermiktir. 14. b. Tepkimede ürünlerin potansiyel enerjisi tepkimeye girenlerin potansiyel enerjisinden daha düşüktür. Aradaki fark ısı olarak dışarıya verildiğinden tepkime ekzotermiktir. Ekzotermik tepkimelerde ısı ürünler tarafına yazılır. Düşük sıcak- lıkta ürünler daha kararlıdır. c. Hüºrünler = −30 kJ Hgºirenler = 0 DOĞRU - YANLIŞ 1. Y 2. Y 3. D 4. Y 5. D 6. Y 7. D 8. Y 9. Y 10. D 11. D 14. D 15. D 12. Y 13. Y 1. endotermik / ekzotermik BOŞLUK DOLDURMA 11. yüksek 2. küçüktür 12. Hess Yasası 3. entalpi 6. bağ enerjisi 13. endotermik 4. standart tepkime entalpisi 7. negatiftir 5. standart oluşum entalpisi 8. pozitiftir 9. sıfır 64 10. küçüktür
ÜNİTE V - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK ΔH = Eai − Eag 1. ΔH = 22 − 98 = −76 kJ ΔH < 0 olduğundan tepkime ekzotermik tepkimedir. a. ΔHº = ∑Hºürünler − ∑Hºgirenler ΔHº = (ΔHAº 2B3 ) − (2ΔHAº B ) ΔHº = (21) − (2 . 24) 2. ΔHº = −27 kJ b. ΔH = Eai − Eag −27 = 22 − Eag Eag = 49 kJ a. Bir tepkimenin hız denklemi, hız sabitine ve tepkimeye girenlerin derişimlerinin üstel kuvvetlerine göre yazılır. Tepki- me hız denkleminde kıta ve sıvılar yer almaz. r = k [H2O2] şeklinde olur. b. Tepkimenin hız ifadesindeki madde derişimlerinin üsleri toplamına tepkime derecesi (mertebesi) denir. r = k [H2O2]1 3. Tepkime derecesi 1’dir. c. Derişimin tepkimen hızına etkisi çarpışma teorisi ile açıklanır. Tepkimeye girenlerin derişimi azaltılınca birim hacim- deki tanecik sayısı azalır ve tepkime hızı azalır. H2O2 derişiminin yarıya indirilmesi ortalama tepkime hızı da yarıya iner. d. Kimyasal tepkimelerde girenlerin derişimi zamanla azaldığı için tepkimenin ortalama tepkime hızı da azalır. Buna bağlı olarak tepkimelerde girenlerin ve ürünlerin oluşma hızında zamanla azalma gerçekleşir. Tepkime hızı tepkimeye giren maddelere göre yazılır. Katı ve sıvılar tepkime hız ifadesinde yazılmaz. • NaCI(k) + H2O(s) → Na+(suda) + CI(−suda) r=k • N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) 4. r = k [N2 ] . [H2 ]3 • Ca(k) + 2HCI(suda) → CaCI2(k) + H2(g) r = k [HCI]2 • CO(g) + 1/2O2(g) → CO2(g) r = k [CO] . [O2 ]1/2 65
ÜÜNNİİTTEEVI - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK a. Bir tepkimenin hızını ölçmek için giren maddelerle ürünlerin birbirinden farklı olan renk, çökelti oluşumu, elektrik ilet- kenliği, basınç, hacim, sıcaklık ve pH gibi bazı özellikleri kullanılır. b. Çok basamaklı tepkimelerde, mekanizmanın en yavaş basamağı tepkime hızını belirler. Yavaş basamak hızlanma- dıkça tepkime hızı artmaz. Hız belirleyen basamak, tek araç geçebilecek kadar dar bir yoldaki trafik akışına benzeti- lebilir. Araçlar birbirini sollayamadıkları için yoldaki tüm araçların hızı en yavaş aracın hızına bağlı olacaktır. 5. c. Mg(k) + 2HCI(suda) → MgCI2(suda) + H2(g) Tepkimenin hızı, tepkimeye giren maddelerin derişimi ile doğru orantılıdır. HCI(suda) derişimi artırılırsa etkin çarpış- ma sayısı artacağından buna bağlı olarak tepkimenin hızı da artar. Heterojen tepkimelerde tepkime hızı katıların temas yüzeyine bağlıdır. Mg katısını toz haline getirmek birim zamanda oluşan ürün miktarını artırdığı için, tepkime hızı da artar. a. Zıt yüklü iyonlar arasında gerçekleşen tepkimeler genellikle çok hızlıdır. Sonra aynı yüklü iyonlar arasındaki tepkime- ler hızlıdır. Moleküller arasında gerçekleşen tepkimelerde, kimyasal tür sayısı ve kırılacak bağ sayısı arttıkça tepkime hızı daha yavaştır. Buna göre tepkime hızları, I > II > III şeklinde sıralanır. 6. b. Kopan ve oluşan bağ sayısı arttıkça tepkime hızı daha yavaş olur. Tepkime hızı etkin çarpışma sayısına bağlıdır. Etkin çarpışma sayısını artıran her faktör tepkime hızını da artırcaktır. Etkin çarpışma sayısını artıran her faktör tepkime hızını da artıracaktır. Aktifleşme enerjisi, tepkimeye girenler ile ürünler arasında bir potansiyel enerji engelidir. Girenler, aktifleşme enerjisini aşamadığı zaman tepkime gerçekleş- mez. Aktifleşme enerjisi arttıkça tepkime hızı azalır. a. Tepkimenin hızı başlangıçta en fazladır. Kimyasal tepkimede girenlerin derişimi zamanla azaldığı için tepkimenin ortalama hızı da azalır. Buna bağlı olarak tepkimelerde girenlerin harcanma ve ürünlerin oluşma hızında zamanla azalma gerçekleşir. b. Tepkimede harcanma ve oluşma hızı arasındaki ilişki yazılırken denklem katsayıları hıza bölüm olarak alınabilir. 2CI2(g) + 6OH(−suda) → 5CI(−suda) + CIO3−(suda) + 3H2O(g) Buna göre, tepkimedeki CI2(g) ve H2O(g) arasındaki ilişki, − Δ [CI2 ] = + [CIO3− ] 3Δt Δt 7. şeklindedir. Tepkimenin ortalama hızı; 3rCI2 = rCIO3− şeklinde yazılır. c. Kimyasal tepkimede girenlerin derişimi zamanla azaldığı için tepkimenin ortalama tepkime hızı da azalır. d. Bir kimyasal tepkimede giren ve ürünleri oluşturan maddelerden birinin fiziksel hali farklı ise bu tür tepkimelere hete- rojen tepkimeler denir. Tepkimedeki tüm türler aynı fazda olmadığı için tepkime heterojendir. e. Tepkimeye giren madde miktarı azaldığı için zamanla CIO3− ’ün oluşma hızı azalır. 66
ÜNİTE V - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK a. Tablodaki 1 ve 2. deney sonuçları karşılaştırıldığında NO derişimi sabitken F2 derişimi 2 kat artırıldığında hızın 2 katına çıktığı görülür. Buna göre tepkime hızı F2 derişiminin 1. üstel kuvveti ile doğru orantılıdır. Benzer şekilde 1 ve 3. deney sonuçları karşılaştırıldığında F2 derişimi sabitken NO derişiminin 2 katına çıkması tepkime hızını 2 kat artır- mıştır. Buna göre tepkime hızı NO derişiminin 1. üstel kuvveti ile doğru orantılıdır. Sonuç olarak tepkime denklemi şu şekilde yazılabilir: r = k . [NO] . [F2] b. Tepkime hız denkleminde derişimlerin üslerinin toplamı tepkimenin derecesini verir. 8. Tepkime derecesi = 1 + 1 = 2 olur. c. Hız denklemindeki “k” sabitinin değeri deneydeki veriler kullanılarak hesaplanabilir. r = k [NO] . [F2 ] 6 . 10−3 = k . (0,1) . (0,1) k = 0,6 L / mol . s bulunur. d. Net tepkimenin tepkime hızı ile deneysel veriler sonucu bulunan hız denklemi aynı olmadığından tepkime mekaniz- malıdır. Sıcaklık artışı taneciklerin kinetik enerjisini arttırır. Kinetik enerjileri artan tanecikler birbirleriyle daha hızlı çarpışır. Böyle- ce tepkimenin ileri ve geri yöndeki tepkime hızı artar. Sıcaklık artışı aktivasyon enerjisini değiştirmez. Sıcaklık artışı etkin çarpışma sayısını arttırdığından hız sabiti (k) artar. Buna göre; 9. I. Artar II. Değişmez III. Artar IV. Artar 10. a. Verilen tepkimeler taraf tarafa toplanırsa net tepkime elde edilir. I. NO2(g) + F2(g) → NO2F2(g) (hızlı) II. NO2F2(g) → NO2F(g) + F(g) (yavaş) III. NO2(g) + F(g) → NO2F(g) (hızlı) 2NO2(g) + F2(g) → 2NO2F(g) b. Mekanizmalı tepkimelerde hız denklemi yavaş basamağa göre yazılır. r = k [NO2F2 ] c. Tepkimede ara basamakta oluşarak sonraki basamakların herhangi birinde harcanan maddeye ara ürün denir. Buna göre, NO2 F2 ve F ara üründür. d. NO2 gazı hız denkleminde yer almadığı için tepkime hızı değişmeyecektir. 67
ÜNİTE V - CEVAP ANAHTARI DOĞRU - YANLIŞ 1. Y 2. D 3. D 4. Y 5. D 6. D 7. Y 8. D 9. Y 10. Y 11. D 14. Y 15. Y 12. D 13. D 1. doğru BOŞLUK DOLDURMA 11. ileri aktifleşme enerjisi 2. ara ürün 12. tepkime entalpisine 3. sıcaklık 6. 4 13. mekanizmalı 4. tepkime hızı 7. 2 5. etkin çarpışma 8. ürün 9. aktivasyon enerjisini 10. yavaş 68
ÜNİTE VI (I. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK • CaCO3(k) � CaO(k) + CO2(g) Kc = [CO2] Kp = PCO2 • MgO(k) + SO3(g) � MgSO4(k) 1 1 Kc = [SO3 ] Kp = PSO3 1. • SO2(g) + 1/2O2(g) � SO3(g) Kc = [SO3 ] ]1/2 Kp = PSO3 [SO2 ] . [O2 PSO2 . PO21/2 • CO2(g) + H2(g) � CO(g) + H2O(s) Kc = [CO ] Kp = PCO [CO2 ] . [H2 ] PCO2 . PH2 Nicelik Değişim I. [H2S] Artar II. [S] Değişmez 2. III. [H2] Artar Değişmez IV. Kc V. ns(S’nin mol sayısı) Azalır Kp ürünlerin kısmi basıncı ile tepkimeye girenlerin kısmi basıncı arasındaki oranı ifade eder. 3. SO2(g) + 1/2O2(g) � SO3(g) PSO3 2 Kp = PSO2 . PO21/2 = 1 . ñ4 =1 a. Bir tepkime ters çevrildiğinde denge sabiti Kc değeri, 1 değerini alır. Kc = 16 Kc H2(g) + F2(g) � 2HF(g) 2HF(g) � H2(g) + F2(g) Kc = 1 16 b. Denge tepkimesi herhangi bir katsayıya bölünürse bölünen katsayının 1’e bölümü denge sabiti “Kc” değerine üstel kuvvet olarak yazılır. 4. H2(g) + F2(g) � 2HF(g) Kc = 16 HF(g) � 1/2H2(g) + 1/2F2(g) Kcı = ? tepkimesini elde etmek için tepkimeyi ters çevirip 2’ye bölmeliyiz. Tepkime ters çevrilirse Kcı = 1 olur. 16 Tepkime 2’ye bölünürse, Kcıı = 1 1/2 1 = 1 olur. 16 16 4 = 69
ÜNİTE VI (I. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK N2(g) + 3H2(g) � 2NH3(g) + 92 kJ a. Denge tepkimesine, sabit sıcaklıkta N2 gazı eklenirse sistem bu etkiyi azaltmak ve yeniden dengeye ulaşmak için ürünler yönüne hareket eder. 5. b. NH3 eldesi ekzotermik bir tepkimedir. Dengedeki tepkimenin sıcaklığı artırılırsa tepkime girenler yönüne kayar. c. Katalizör, dengedeki maddelerin derişimine etki etmediği için dengeye etki etmez. Tepkimenin dengeye gelme süresi kısalır. d. Dengedeki sistemin hacmi artırılırsa birim hacimdeki tanecik sayısı ve gaz basıncı azalır. Azalan basıncı artırmak için tepkime gazların mol sayısının fazla olduğu yöne hereket eder. Tepkime girenler yönüne hareket eder. a. Maksimum düzensizlik eğilimi Maksimum düzensizlik eğilimi CO2(g) � CO2(suda) + ısı CaCO3(k) + ısı � CaO(k) + CO2(g) Minimum düzensizlik eğilimi Minimum düzensizlik eğilimi b. H2(g) + I2(k) � 2HI(g) + ısı Tepkimesi kimyasal tepkimeye örnektir. Tepkimeye katılan maddeler farklı fazda oldukları için heterojen denge tepki- 6. mesidir. Kp = Kc(RT)Δn ilişkisi vardır. Δn = 2 − 1 = 1 Kp = Kc(RT) dir. Katı ve sıvılar denge basıntısında yer almaz. [HI]2 Kc = [H2 ] şeklindedir. Buna göre II öncül doğru; I, III ve IV. öncüller ise yanlıştır. H2(g) + F2(g) � 2HF(g) a. Dengedeki tepkimede H2 gazının kısmi basıncı artırılırsa tepkime ürünler yönüne ilerler. Basınç 7. HF(g) H2(g) F2(g) t1 t2 Zaman 70
ÜNİTE VI (I. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK b. Dengedeki HF gazının kısmi basıncı azaltılırsa tepkime ürünler yönüne ilerler. Basınç HF(g) H2(g) F2(g) t1 t2 Zaman c. Dengedeki sistemin hacmi azaltılırsa gazların kısmi basıncı artar. Dolayısıyla gazların derişimleri de artar. Denge tepkimesinde her iki taraftaki gaz mol sayısı eşit ise hacim artışı veya azalışı her bir gazın kısmi basıncını eşit oranda etkileyeceği için tepkime ileri veya geri yönde hareket etmez. Derişim [HF(g) ] [H2 ] [F2 ] Zaman PCI5(g) � PCI3(g) + CI2(g) ΔHº = 65 kJ a. Dengedeki sisteme, ürünlerden PCI3 gazı eklendiğinde Le Chatelier İlkesi’ne göre sistem bu etkiyi azaltacak yönde yani girenler yönüne ilerler. b. Dengedeki sisteme, ürünlerden CI2 uzaklaştırıldığında Le Chatelier İlkesi’ne göre sistem bu etkiyi azaltacak yönde yani ürünler tarafına kayar. c. Katalizör dengeye etki etmez. 8. d. Endotermik tepkimelerde sıcaklık artırılırsa denge, ürünler yönüne kayarak sıcaklığı azaltmaya çalışır. e. Dengedeki sistemin hacmi artırılırsa kısmi basınçlar ve dolayısıyla derişimler azalır. Tepkimenin yeniden dengeye gelebilmesi için tepkime gaz mol sayısının çok olduğu yöne (ürünler) kayar. f. Endotermik tepkimelerde sıcaklık azaltılırsa denge, girenler yönüne kayar. Kc küçülür. 71
ÜNİTE VI (I. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK a. Tepkime kalana 0,6’şar mol H2 ve CI2 gazları konulmuştur. denge kurulduğunda ortamda 0,8 mol HCI gazı bulunmak- tadır. Tepkime katsayıları dikkate alındığında 2 mol HCI oluşabilmesi için 1 mol H2 ve 1 mol CI2 gazları harcanmalıdır. H2(g) + CI2(g) � 2HCI(g) Başlangıç: 0,6 0,6 − Değişim : −0,4 −0,4 +0,8 Denge : 0,2 0,2 0,8 mol Dengedeki tepkime 2 L’lik kapta gerçekleştiğinde dengede yer alan gazların derişimleri şöyledir: MH2 = n = 0,2 = 0,1 M V 2 9. MCI2 = n = 0,2 = 0,1 M V 2 MCI2 = n = 0,8 = 0,4 M V 2 [HCI]2 (0,4)2 Kc = [H2 ] . [CI2 ] = (0,1) . (0,1) = 16 b. 1. sıcaklık artışı Kc değerinin küçülmesine neden olduğuna göre ürün derişimi azalmış, giren derişimi artırmıştır. Bu durum tepkimenin ekzotermik olduğu anlamına gelir. 2. Kabın hacmi 1 litreye düşürüldüğünde her iki taraftaki gazların mol sayısı eşit olduğu için denge hacim değişimin- den etkilenmez. Denge sabiti sadece sıcaklık değişiminden etkilendiği için hacim değişimi denge sabitini etkilemez. 10. Denge tepkimesi ekzotermiktir. Ekzotermik denge tepkimelerinde sıcaklık artırılırsa denge girenler yönüne kayar. NH3 gazının derişimi azalırken H2 ve N2 gazlarının derişimi artar. N2(g) + 3H2(g) � 2NH3(g) + 91 kJ Ekzotermik denge tepkimelerinde sıcaklık artırılırsa denge sabiti Kc küçülür. Le Chatelier İlkesi’ne göre dengedeki sisteme etki edildiğinde sistem tekrar dengeye ulaşıncaya kadar etkiyi azaltacak yönde eğilim gösterir. S(k) + CO(g) � COS(g) + ısı 11. a. Katılar denge bağıntısında yer almaz. Bundan dolayı S katısı eklenmesi dengenin yönünü, denge derişimlerini ve Kc’nin değerini değiştirmez. b. Sistem, CO gazının derişimini arttırmak ister. Denge girenler yönüne kayar. Yeni denge kurulduğunda COS ve CO derişimi, başlangıca göre azalır. S derişimi Kc değişmez. c. Sıcaklık azaltılırsa denge ekzotermik denge tepkimesi olduğundan ürünler yönüne kayar. Yeni denge kurulduğunda S’nin mol sayısı başlangıca göre azalır. 72
ÜNİTE VI (I. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK d. Hacim arttırılırsa gazların basıncı ve dolayısıyla derişimi azalır. Denge tepkimelerinde her iki taraftaki gaz mol sayısı eşit ise hacim artışı ve azalışı her bir gazın kısmi basıncını eşit oranda etkileyeceği için tepkime girenler ya da ürünler tarafına kaymaz. CO ve COS gazlarının derişimi, başlangıca göre azalır. S’nin derişimi ve Kc değişmez. DOĞRU - YANLIŞ 1. Y 2. D 3. D 4. Y 5. D 6. Y 7. D 8. Y 9. Y 10. Y 11. Y 14. Y 15. D 12. D 13. D 1. tersinir tepkimeler BOŞLUK DOLDURMA 11. girenler 2. kimyasal denge 12. dinamik denge 3. inert 6. Le Chatelier İlkesi’ne 13. eşittir 4. girenler 7. sabittir 5. denge sabiti 8. katı / sıvı 9. derişim 10. Kc / Kp 73
ÜNİTE VI (II. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK H2O(s) + ısı � H(+suda) + OH−(suda) Sıcaklık artışı, endotermik tepkimelerde dengeyi ürünler yönüne kaydırır. a. [H+] artar. b. [OH−] artar. 1. c. pH azalır. d. pOH azalır. e. Ksu artar. 25 ºC’de sulu çözeltilerde, Ksu = [H3O+] . [OH−] = 1 . 10−14 pH + pOH = 14 a. 25 ºC’de saf sudaki H+ ve OH− iyonlarının derişimi, [H3O+] . [OH− ] = 1 . 10−14 [10−2 ] . [OH− ] = 1 . 10−14 2. [OH− ] = 1 . 10−12 b. pH = −log [H3O+] pH = −log (10−2) pH = 2 pH + pOH = 14 2 + pOH = 14 pOH = 12 bulunur. 25 ºC’de pH + pOH = 14 12 + pOH = 14 � pOH = 2 [OH− ] = 1 . 10− M olur. a. 0,01 M NaOH çözeltisinin mol sayısını bulalım. 3. M = n � 0,01 = n V 4 n = 0,04 mol NaOH n = m = 0,4 = m MA 40 m = 16 g NaOH 74
ÜNİTE VI (II. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK b. NaOH kuvvetli bir baz olduğundan tamamen Na+ ve OH− iyonlarına ayrıştığı kabul edilir. NaOH(suda) → Na(+suda) + OH(−suda) 0,01 M −− −0,01 M +0,01 +0,01 − 0,01 0,01 Buna göre [OH−] = 0,01 M [H+] . [OH−] = 10−14 [H+] . [10−2] = 10−14 [H+] = 10−12 bulunur. c. pOH = −log [OH− ] pOH = −log (10−2) � pOH = 2 olur. a. MA VA DA = MB VB DB bağıntısı yazılarak çözüm yapılabilir. MA . 300 . 1 = 0,2 . 600 . 1 MA = 0,4 M olur. b. Zayıf asit ve bazlar suda kısmen iyonlaştıkları için denge tepkimesi oluşturduğundan denge bağıntıları yazılır. HNO2(suda) + H2O(s) � NO2−(suda) + H3O+(suda) 4. 0,02 −− −X +X +X 0,02 − X X X Ka = [NO2− ] . [H3O+] = 4,5 . 10−4 = X2 [HNO2 ] 0,02 X = 3 . 10−3 M = [H3O+] pH = −log [H3O+] = −log (3 . 10−3) pH = 2,5 bulunur. Bronsted - Lowry asit - baz tanımına göre proton veren maddeler asit, proton alan bazdır. a. CH3COOH(aq) + H2O(s) � H3O(+aq) + CH3COO−(aq) Asit (1) Baz (2) Asit (2) Baz (1) 5. CH3COOH proton veren, H2O proton alan maddedir. O halde CH3COOH asit, H2O bazdır. b. SO42(−aq) + H2O(s) � HSO4−(aq) + OH(−aq) Baz (1) Asit (2) Asit (1) Baz (2) SO42− iyonu proton alan, H2O proton veren maddedir. O halde SO24− iyonu baz, H2O asittir. 75
ÜNİTE VI (II. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK c. NH3(aq) + H2O(s) � NH+4(aq) + OH(−aq) Baz (1) Asit (2) Asit (1) Baz (2) NH3 proton alan, H2O proton veren maddedir. O halde NH3 baz, H2O asittir. NH3 / NH4+ ve H2O / OH− d. H3PO4(aq) + CO32(−aq) � H2PO4−(aq) + HCO3−(aq) Asit (1) Baz (2) Baz (1) Asit (2) H3PO4 proton veren, CO32− proton alan maddedir. O halde H3PO4 asit, CO32− bazdır. H3PO4 / H2PO− ve CO32− / HCO3− d. F−(aq) + H2O(s) � HF(aq) + OH−(aq) Baz (1) Asit (2) Asit (1) Baz (2) F− iyonu proton alan, H2O proton veren maddedir. O halde F− iyonu baz, H2O asittir. F−/ HF ve H2O / OH− a. İyonlaşma yüzdesi b. NH3(aq) + H2O(s) � NH4+(aq) + OH−(aq) 100 M HA 1 M iyonlaşırsa Başlangıç: 0,05 −− Değişim : −X +X +X 0,01 M HA ? iyonlaşır ? = 1 . 10−4 M iyonlaşır. Denge : 0,05 − X X X HA(aq) + H2O(s) � H+(aq) + A−(aq) Kb = [NH4+ ] . [OH−] 0,01 − − [NH3 ] −10−4 +10−4 +10−4 X2 10−2 − 10−4 10−4 −10−4 2 . 10−5 = 0,05 − X ihmal pH = −log [H+] X = [OH−] = 10−3 M 6. pH = −log (10−4) [H+] . [OH−] = 10−14 pH = 4 bulunur. [H+] = (10−3) = 10−14 Ka = [H+] . [A−] = 10−4 . 10−4 ihmal [H+] = 10−11 M bulunur. [HA ] 10−2 − 10−4 Ka = 10−6 olur. pH = −log [H+] = −log (10−11) = 11 Ka . Kb = 10−14 10−6 . Kb = 10−14 Kb = 10−8 bulunur. 76
ÜNİTE VI (II. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK c. MH+ = n = 2 . 10−4 = 2 . 10−3 M V 0,1 CH3COOH(aq) + H2O(s) � H(+aq) + CH3COO(−aq) 0,2 M 2 . 10−3 2 . 10−3 Ka = 1 . 10−3 . 2 . 10−3 = 2 . 10−5 olur. 0,2 a. HNO2(aq) + H2O(s) � NO2−(aq) + H(+aq) 2M − − −X +X +X Ka = [NO−2 ] . [H+] = 4,5 . 10−4 = 2 X2 ihmal [HNO2 ] −X 0,2 M HNO2 3 . 10−2 M iyonlaşırsa 100 M ? iyonlaşır. % 15 iyonlaşır. 7. b. HCI kuvvetli bir asit olduğundan tamamen H+ ve CI− iyonlarına ayrıştığı kabul edilir. HCI(suda) → H+(suda) + CI−(suda) 0,01 − − −0,01 +0,01 +0,01 Denge: − 0,01 0,01 M Buna göre; [H+] = 0,01 M pH = −log [H+] pH = −log (10−2) pH = 2 bulunur. a. NaOH(aq) → Na+(aq) + OH(−aq) 25 ºC’de pH + pOH = 14 pH = 13 olduğundan pOH = 1 olur. NaOH için [OH− ] = 0,1 M bulunur. 8. b. Dönüm noktasında pH = 7 iken HNO3’ten 200 mL harcanmıştır. MA VA DA = MB VB DB MA . 200 . 1 = 0,1 . 400 . 1 Masit = 0,2 M 77
ÜNİTE VI (II. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK c. NaOH ve HNO3’ün mol sayılarını bulalım. NaOH için M = n � 0,1 = n � n = 0,04 mol V 0,4 HNO3 için M = n � 0,2 = n � n= 0,2 V mol V V n = 0,2 V mol H+ + OH− → H2O 0,2V 0,04 −0,04 −0,04 0,2V −0,04 − [H+] = n � 0,1 = 0,2V − 0,04 V V + 0,4 V = 0,8 L = 800 mL d. Dönüm noktasında pH = 7 olur. a. HCI çözeltisi için pH = 2 olduğuna göre [H+] = 0,01 M b. Dönüm noktasında pH = 7 iken baz çözeltisinden 0,4 L harcanmıştır. MA VA DA = MB VB DB 0,01 . 2 . 1 = MB . 0,4 . 1 MB = 0,05 M c. Eşdeğerlik noktasında (pH = 7) 400 mL baz ve 2000 mL asit harcanmıştır. Çözelti hacmi = 2000 + 400 = 2400 mL 9. d. Asit ve bazın mol sayısını bulalım. n n HCI için M = V � 0,01 = 2 � n = 0,02 mol NaOH için M = n � 0,05 = n � n = 0,05 V mol V V H+ + OH− → H2O 0,02 0,05V −0,02 −0,02 − 0,05V −0,02 [OH−] = n � 0,05V = 0,01 V V + 2 V = 1 L olur. 78
ÜNİTE VI (II. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK Tuzu oluşturan asidin veya bazın kuvvetli ya da zayıf olmasına Tuz çözeltisi Asidik / Bazik / Nötr Hidroliz olabilecek göre oluşan tuz da asidik, bazik veya nötr olabilir. Bir iyonun su ile NaCI tepkimeye girerek zayıf asit veya baz oluşturmasına hidroliz denir. özellik iyon Nötr tuzlar, kuvvetli bir asitle kuvvetli bir bazın tepkimesi sonu- Nötr - cunda oluşur. Hidroliz olmazlar. 10. KNO3 Nötr - Asidik tuzlar, kuvvetli bir asit ve zayıf bir bazdan oluşan tuzlar CH3COONa Bazik CH3COO− asidik özellik gösterir. Asidik tuzların katyonu su ile tepkime ve- Asidik rerek hidroliz olur. Bazik tuzlar, kuvvetli bir baz ile zayıf bir asidin NH4CI Bazik NH4+ oluşturduğu tuzlar bazik özellik gösterir. Bazın tuzların anyonu NaCN CN− hidroliz olur. 11. Kimyasal ve biyolojik birçok olayda tampon çözeltiler önemli yer tutar. Canlı organizmalardaki birçok biyolojik süreçte de ortamın pH değeri hayati öneme sahiptir. Çeşitli tampon sistemler tarafından kanın pH’si yaklaşık 7,4 mide öz suyunun pH’si yaklaşık 1,5 civarında sabit tutulur. Bu tamponların en önemlisi HCO3− / H2CO3 tampon sistemidir. Zayıf asit ve baz çözeltilerine sabit sıcaklıkta saf su eklenirse iyonlaşma yüzdeleri artar. a. pH: Artar 12. b. Ka: Değişmez c. [OH− ]: Artar d. H+ mol sayısı: artar DOĞRU - YANLIŞ 1. D 2. D 3. Y 4. Y 5. Y 6. D 7. D 8. Y 9. Y 10. D 11. D 14. Y 15. D 12. Y 13. D 1. kuvvetli BOŞLUK DOLDURMA 11. artar 2. küçük 12. 2 3. proton 6. dönüm noktası 13. 3 4. asidik 7. artar / artar 5. indikatör 8. kuvvetli 9. tampon 10. artar 79
ÜNİTE VI (III. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK Suda az çözünen bir tuzun çözünürlük çarpımı ifadesinde saf katılar yer almaz. İyonların katsayıları derişimlerine üstel kuvvet olarak yazılır. a. CaCO3(k) � Ca2(s+uda) + CO23−(suda) Kçç = [Ca2+] . [CO32− ] b. AI(OH)3(k) � AI(3s+uda) + 3OH(−suda) Kçç = [AI3+] . [OH−]3 Kçç = [Ag+] . [CI−] 1. c. AgCI(k) � Ag+(suda) + CI−(suda) d. Mg3(PO4)2(k) � 3Mg2(s+uda) + 2PO34−(suda) Kçç = [Mg2+] 3 . [PO43− ] 2 e. CaF2(k) � Ca2(s+uda) + 2F(−suda) Kçç = [Ca2+] . [F −] 2 NaOH(k) → Na+(suda) + OH(−suda) 0,1 M 0,1 M 0,1 M 2. Fe(OH)2(k) � Fe2(s+uda) + 2OH−(suda) 3. s 0,1 + 2s 4. Fe(OH)2’nin 0,1 M NaOH’deki çözünürlüğü, 80 Kçç = (s) . (0,1 + 2s)2 ihmal 1,6 . 10−14 = s . (0,1)2 � s = 1,6 . 10−12 a. I. Ag2C2O4(k) � 2Ag+(aq) + C2O42(−aq) b. PbCrO4(k) � Pb2(a+q) + CrO42(−aq) Kçç = [Ag+]2 . [2O42−] Kçç = [Pb2+] . [CrO42−] II. FeS(k) � Fe2(a+q) + S(2a−q) Kçç = [Fe2+] . [S2−] III. CaSO4(k) � Ca2(a+q) + SO42(−aq) Kçç = [Ca2+] . [SO42−] IV. SrCO3(k) � Sr2(a+q) + CO32(−aq) Kçç = [Sr2+] . [CO32−] a. Önce BaSO4 katısının sulu çözeltisine ait denge tepki- b. SrCO3(k) � Sr 2(a+q) + CO32(−aq) mesini yazalım. Ba2+ ve SO42− iyonlarının derişimleri bi- linmediğinden bu derişim değerlerini “s” ile gösterelim. Başlangıç: −− BaSO4(k) � Ba2(a+q) + SO42(−aq) Değişim : −s +s +s Başlangıç: −− ss Değişim : −s +s +s Kçç = [Sr2+] . [CO32−] 6,5 . 10−10 = (s) . (s) � s = 2,5 . 10−5 M Denge : ss Kçç = [Ba2+] . [SO42− ] SrCO3’ün çözünürlüğü 2,5 . 10−5 M’dir. 1 . 10−10 = (s) . (s) � s = 1 . 10−5 M Bu nedenle BaSO4’ün çözünürlüğü, 1 . 10−5 mol / L’dir.
ÜNİTE VI (III. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK c. Ag2CrO4(k) � 2Ag+(aq) + CrO42(−aq) 8 . 10−5 M 16 . 10−5 M 8 . 10−5 M Kçç = [Ag+]2 . [CrO42− ] Kçç = (16 . 10−5)2 . (8 . 10−5) Kçç = 2,1 . 10−12 CI− iyonun kaynağı hem PbCI2 hem de CaCI2 katısıdır. Bu nedenle CI− iyonu ortak iyondur. Ortak iyonun derişimi arttıkça çözünürlük azalır. PbCI2(k) � Pb(2s+uda) + 2CI(−suda) 5. Ortamdaki CI− iyonları derişimi artar. Le Chatelier İlkesi’ne göre sistem çözeltideki CI− iyonları derişimini azaltmak için geri yöne kayar. Tepkimenin geri yöne kayması PbCI2 tuzunun çökmesine neden olur. Böylece PbCI2’nin çözünen mik- tarı, dolayısıyla çözünürlüğü azalmış olur. Kçç sadece sıcaklığa bağlıdır. Buna göre II ve III. öncüller doğrudur. I. öncül yanlıştır. a. Önce AB2’nin çözünürlük dengesini yazarak çözeltide b. AX(k) → A+(suda) + X −(suda) bulunan A2+ ve B− iyonlarının derişimlerini hesaplaya- 0,1 M 0,1 M 0,1 M lım. AB2(k) � A2(s+uda) + 2B−(suda) AB2(k) → A2(s+uda) + 2B(−suda) s s 2s s (s+0,01)2 2s 6. Kçç = [A2+] . [B−]2 Kçç = [A2+] . [B−]2 � 4 . 10−12 = (0,01 + s) . (2s)2 4 . 10−12 = (s) . (2s)2 s = 10−5 mol / L bulunur. ihmal 4s3 = 4 . 10−12 � s = 10−4 mol / L c. Ortak iyon çözünürlüğü azaltır. AB2 katısının çözünürlüğü en fazla saf suda olur. Çözünürlükleri, Saf su > AX şeklinde olur. a. MgCI2(k) � Mg2(a+q) + 2CI(−aq) b. NaCI(k) → Na+(aq) + CI(aq) 10−4 2 . 10−4 0,01 M 0,01 M 0,01 M 7. Kçç = [Mg2+] . [CI−]2 AgCI(k) � Ag(+aq) + CI−(suda) Kçç = (10−4) . (2 . 10−4)2 s s s+0,01 Kçç = 4 . 10−12 Kçç = [Ag+] . [CI−] ihmal 2 . 10−10 = (s) . (s + 0,01) � s = 2 . 1 0−8 mol / L a. NaCI(k) → Na+(aq) + CI−(suda) b. CaBr2(k) � Ca2(a+q) + 2Br(−aq) Kçç = [Ca2+] . [Br−]2 0,02 M 0,02 M 0,02 M 8. PbCI2(k) � Pb(2a+q) + 2CI−(suda) 4 . 10−5 M 4 . 10−5 M (8 . 10−5+0,02) Kçç = [Pb2+] . [CI−]2 ihmal Kçç = (4 . 10−5) . (0,02)2 � Kçç = 1,6 . 10−8 81
ÜNİTE VI (III. Bölüm) - CEVAP ANAHTARI YAZILIYA HAZIRLIK c. 1. Sıcaklık arttıkça çözünürlük çarpımı “Kçç” arttığı için çözünme tepkimesi endotermiktir. 2. Endotermik çözünürlük denge tepkimelerinde sıcaklık azaltıldığında, Le Chatelier İlkesi’ne göre denge girenler yönüne kayar. Tuzun çözünürlüğü azalacağından iyonların derişimi ilk duruma göre azalır. 3. Endotermik çözünürlük denge tepkimesinde sıcaklık artırıldığında denge ürünler yönüne kayar. Çözünürlük çarpı- mı “Kçç” değeri artar. Endotermik tepkimelerde sıcaklığın azaltılması tepkimeyi girenler yönüne kaydırır ve çözünürlüğü azaltır. Ortak iyon derişimi arttıkça çözünürlük azalır. 9. Buna göre AgCı tuzunun sıcaklığı en az ve ortak iyon derişimi en fazla olan 15 ºC’de 0,4 M AICI3 çözeltisinde çözünür- lüğü en azdır. (V) 10. a. PbF2(k) � Pb(2s+uda) + 2F(−suda) b. PbF2 tuzunun saf sudaki çözünürlüğü, s s 2s s = 10−3 M = [FbF2 ] Kçç = [Pb2+] . [F−]2 c. Florür iyonlarının derişimi 2s’dir. 4 . 10−9 = (s) . (2s)2 2 . 10−3 = [F−] 4 . 10−9 = 4s3 � s = 10−3 mol / L = [Pb2+] Çözünürlük çarpımı ve çözünürlük çözücü ve çözünenin madde miktarına bağlı değildir. Dibinde katısı olan çözeltiler doymuştur ve iyonların derişimleri sabittir. Bir miktar saf su ilave edildiğinde katı kütlesi azalır. Çözücü ve çözünenin miktarı artar. Endotermik çözünmelerde sıcaklık artırılırsa denge tepkimesi ürünler yönüne kayar. Böylelikle daha fazla madde çözünür. Böylece çözünürlük, iyon derişimleri ve Kçç değeri artar. 11. a. • Çözelti kütlesi: Artar b. • CaCO3 tuzunun Kçç değeri: Artar • Çözeltideki CO23− mol sayısı: Artar • Dipteki katı kütlesi: Azalır • Çözeltideki [Ca2+] değeri: Değişmez • Çözeltideki Ca2+ mol sayısı: Artar • CaCO3 tuzunun sudaki çözünürlüğü: Değişmez • CaCO3 tuzunun sudaki çözünürlüğü: Artar DOĞRU - YANLIŞ 1. D 2. D 3. Y 4. Y 5. D 6. Y 7. D 8. D 9. Y 10. D 11. Y 12. Y 13. D 14. D 15. D a. azalır. BOŞLUK DOLDURMA 7. 1, 6 b. azalır c. artar 2. çözünürlük çarpımı 3. sıcaklığa 1. d. değişmez 4. çözünme - çökelme e. artar 5. azalır f. azalır 6. 1, 7, 2 g. azalır 82
Search
