Harika bir konu! Madde ve Endüstri ünitesinin en temel ve keyifli konularından biri olan Kimyasal Tepkimeler ve Kütlenin Korunumu. Haydi gel, görseldeki grafiği bir dedektif gibi inceleyelim ve sırlarını birlikte çözelim.
Soru: Yandaki grafikte A ve B maddelerinin kimyasal tepkimesi sonucu oluşan C maddesinin kütle-zaman değişimi verilmiştir. Bu grafiği ve metni inceleyerek tepkimeye giren ve tepkime sonucu oluşan maddeleri belirleyiniz ve kimyasal tepkimelerde kütlenin korunumu kanununu bu örnek üzerinden açıklayınız.
Çözüm:
Merhaba sevgili öğrencim. Bu soruyu çözmek için grafiği adım adım okumamız gerekiyor. Bu grafik, bize bir kimyasal tepkimenin hikayesini anlatıyor aslında. Kimlerin başrolde olduğunu, kimlerin sonradan oyuna dahil olduğunu ve sonunda ne olduğunu hep birlikte göreceğiz.
Unutma, kimyasal tepkimelerde bazı maddeler azalırken (bunlara girenler ya da reaktifler deriz), bazı maddeler sıfırdan oluşmaya başlar (bunlara da ürünler deriz).
Adım 1: Girenleri ve Ürünleri Tespit Edelim
Grafiğe baktığımızda zamanla miktarı azalan maddelerin tepkimeye girenler olduğunu anlarız. Çünkü bu maddeler kullanılarak yeni bir madde oluşturuluyor.
- A maddesi: Grafikte pembe çizgiyle gösterilmiş. Başlangıçta 40 gram varmış ama zamanla azalıp sıfıra inmiş, yani tamamen tükenmiş.
- B maddesi: Grafikte mavi çizgiyle gösterilmiş. Başlangıçta 30 gram varmış ve o da zamanla azalıp sıfıra inmiş, yani o da tamamen tükenmiş.
Zamanla miktarı artan maddeler ise ürünlerdir. Çünkü onlar tepkime sonucunda oluşur.
- C maddesi: Grafikte yeşil çizgiyle gösterilmiş. Başlangıçta hiç yokmuş (0 gram) ama tepkime ilerledikçe miktarı artmış ve tepkime sonunda 70 gram olmuş.
Öyleyse bu tepkimenin denklemini şöyle yazabiliriz: A + B → C
Adım 2: Kütlenin Korunumu Kanununu İspatlayalım
Ünlü bilim insanı Antoine Lavoisier’in ortaya koyduğu Kütlenin Korunumu Kanunu der ki: “Bir kimyasal tepkimede, tepkimeye giren maddelerin toplam kütlesi, tepkime sonucu oluşan ürünlerin toplam kütlesine her zaman eşittir.” Yani, var olan madde yok olmaz, yoktan da madde var olmaz; sadece şekil değiştirir.
Şimdi bu kural bizim grafiğimiz için geçerli mi, kontrol edelim.
Tepkimeye Girenlerin Toplam Kütlesi:
A maddesinin kütlesi + B maddesinin kütlesi
40 g + 30 g = 70 g
Tepkime Sonucu Oluşan Ürünlerin Toplam Kütlesi:
C maddesinin kütlesi
70 g
Sonuç:
Gördüğün gibi, tepkimeye giren A ve B maddelerinin toplam kütlesi (70 g), tepkime sonunda oluşan C maddesinin kütlesine (70 g) eşittir. Bu da bize kimyasal tepkimelerde kütlenin korunduğunu net bir şekilde gösteriyor.
Ayrıca metnin altındaki “Etkinlik 4-2: Kütle Korunur mu?” bölümü de tam olarak bu konuyu sana deneyle göstermeyi amaçlıyor. Erlenmayer içindeki sirke ile balon içindeki sodyum bikarbonatı (yemek sodası) karıştırdığında bir gaz çıkışı olur ve balon şişer. Eğer bu deneyi ağzı kapalı bir kapta (balonla kapatılmış erlenmayer gibi) yaparsan ve hassas teraziyle ölçersen, tepkime öncesi toplam kütle ile tepkime sonrası toplam kütlenin aynı kaldığını görürsün. İşte bu da kütlenin korunumunun en güzel ispatlarından biridir!