İçeriğe geç
← OkulYKS Akademileri

YKS Kimya · Kimyanın Temel Kanunları ve Mol · KİM-KM05-L06

Sınırlayıcı bileşen

TYTher yıl mutlaka soru çıkan konu· 8 bölüm

1Kanca

Bir okul kantininde sandviç hazırlanıyor. Her sandviç için iki dilim ekmek ve bir dilim peynir gerekiyor. Tezgâhta on iki dilim ekmek ve sekiz dilim peynir var. Kaç sandviç yapılabilir? Peynir sekiz sandviçe yetecek kadardır, ama ekmek ancak altı sandviçe yeter. Altı sandviç yapıldığında ekmek biter, iki dilim peynir artar. Sandviç sayısını belirleyen, miktarı daha çok olan peynir değil, kendi ihtiyacına göre önce tükenen ekmektir. Kimyasal tepkimeler de tam olarak böyle işler. Girenler çoğu zaman tam katsayı oranında karıştırılmaz; biri önce tükenir, öteki artar. Bir önceki derste bir maddenin miktarından ötekilerinin miktarını hesaplamayı öğrendik. Bu ders, iki girenin miktarı birlikte verildiğinde hangisinin tepkimeyi sınırladığını bulmayı ve ürünü ona göre hesaplamayı öğretiyor.

2Hedefler

  • Sınırlayıcı bileşeni ve artan maddeyi tanımlarsın.
  • İki girenin miktarı verildiğinde sınırlayıcı bileşeni mol ve katsayı oranıyla belirlersin.
  • Ürün miktarını sınırlayıcı bileşene göre, artan madde miktarını da harcanan kısma göre hesaplarsın.
  • Sonucu kütlenin korunumuyla sağlar, en çok yapılan karşılaştırma hatasını tanırsın.

3Konu anlatımı

Sınırlayıcı ve artan

Bir tepkimede girenlerden biri tamamen harcanınca tepkime durur; öteki girenlerin geri kalanı tepkimeye giremeden kalır. Tamamen harcanan ve oluşabilecek ürün miktarını belirleyen girene sınırlayıcı bileşen, harcanmadan kalan girene ise artan madde denir. Ürün miktarı her zaman sınırlayıcı bileşene göre hesaplanır; artan maddenin fazlası ürüne katkı yapmaz.

Sınırlayıcıyı bulmak

Sınırlayıcı bileşeni bulmak için her girenin mol sayısı, denklemdeki kendi katsayısına bölünür. Bu bölümü en küçük çıkan giren sınırlayıcı bileşendir.

Azot ve hidrojenden amonyak elde edilen N₂ + 3H₂ → 2NH₃ tepkimesinde bir kaba 4 mol azot ve 6 mol hidrojen konsun. Azotun bölümü 4 / 1 = 4, hidrojeninki 6 / 3 = 2 çıkar. Hidrojenin değeri daha küçük olduğu için hidrojen sınırlayıcı bileşendir. Ürün buna göre hesaplanır: altı mol hidrojenden dört mol amonyak elde edilir. Harcanan azot hidrojenin üçte biri, yani 2 moldür; başlangıçtaki 4 molden 2 mol azot artar.

En sık hata: yalnız mollere bakmak

Sınırlayıcıyı bulurken mol sayılarını katsayılara bölmeden karşılaştırmak en sık yapılan hatadır. Hidrojenin yanmasında, 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 3 mol hidrojen ile 2 mol oksijen karıştırılsın. Mol sayısı daha az olan oksijendir, ama sınırlayıcı o değildir. Hidrojen için 3 / 2 = 1,5, oksijen için 2 / 1 = 2 bulunur; sınırlayıcı, mol sayısı daha fazla olan hidrojendir. Her iki mol hidrojen yalnız bir mol oksijen harcadığı için 3 mol hidrojen 1,5 mol oksijen harcar ve 0,5 mol oksijen artar. Kantindeki örnekte de durum aynıydı: peynir daha az değildi, ama ekmek sandviç başına iki dilim gerektirdiği için önce tükendi.

Kütle verildiğinde

Miktarlar gram olarak verilirse önce mole çevrilir. Kükürdün yanmasında, S + O₂ → SO₂, 32 gram kükürt (32 g/mol) ile 48 gram oksijen (32 g/mol) tepkimeye sokulsun. Kükürt 1 mol, oksijen 1,5 moldür. Katsayılar 1 olduğu için doğrudan karşılaştırılır: kükürt sınırlayıcıdır. 1 mol kükürt 1 mol kükürt dioksit, yani 64 gram verir. Harcanan oksijen 1 mol, yani 32 gramdır; 16 gram oksijen artar.

Gaz hacimleriyle

Girenlerin hepsi aynı koşuldaki gazlarsa hacimler doğrudan mol gibi kullanılabilir. Aynı koşullarda 5 litre azot ile 12 litre hidrojen karıştırılsın. Azot için 5 / 1 = 5, hidrojen için 12 / 3 = 4 bulunur; hidrojen sınırlayıcıdır. 12 litre hidrojen 8 litre amonyak verir ve 4 litre azot harcar; 1 litre azot artar.

Kütlenin korunumuyla sağlama

Sınırlayıcı bileşen sorularında sonuç kolayca denetlenebilir: girenlerin başlangıç kütleleri toplamı, oluşan ürünlerin kütlesi ile artan maddenin kütlesinin toplamına eşittir. Kükürt örneğinde başlangıçta 32 + 48 = 80 gram vardır; sonda 64 gram kükürt dioksit ve 16 gram artan oksijen bulunur, toplam yine 80 gramdır. Bu denetim, artan maddeyi ürün kütlesine yanlışlıkla eklemek gibi hataları hemen ortaya çıkarır.

Endüstride sınırlayıcı seçimi

Fabrikalar girenleri çoğu zaman bilinçli olarak eşit oranda karıştırmaz. Pahalı ya da zor bulunan bir maddeyi tamamen kullanmak için onu sınırlayıcı yapar, ucuz olan öteki giren ise fazla miktarda eklenir. Böylece değerli madde boşa gitmez, artan ucuz madde de çoğu zaman geri kazanılır. Bir ilacın üretiminde pahalı bir başlangıç maddesinin tamamen ürüne dönüştürülmesi bu yaklaşımla sağlanır. Aynı mantık mutfakta da geçerlidir: bir tarifte yumurta azsa, un ne kadar bol olursa olsun pişen kek sayısını yumurta belirler. Laboratuvarda da hangi girenin önce biteceğini tepkimeye başlamadan hesaplayan öğrenci gereksiz madde harcamaz ve atığı azaltır.

Dört adımlı çözüm sırası

Sınırlayıcı bileşen sorularının neredeyse hepsi aynı dört adımla çözülür. Birinci adımda denklemin denkleştirilmiş olduğundan emin olunur; katsayılar yanlışsa bütün karşılaştırma yanlış çıkar. İkinci adımda verilen kütle, hacim ya da tanecik sayısı mole çevrilir. Üçüncü adımda her girenin mol sayısı kendi katsayısına bölünür ve en küçük bölüm seçilir. Dördüncü adımda ürün yalnız bu girene göre hesaplanır, artan madde de başlangıç miktarından harcanan miktar çıkarılarak bulunur. Sıra atlanırsa en sık görülen sonuç, artan maddeye göre hesaplanmış ve gerçekte oluşamayacak kadar büyük bir ürün miktarıdır.

Başlangıç, değişim, son satırları

Hesabı düzenli tutmanın kolay bir yolu, denklemin altına üç satır yazmaktır. Amonyak örneğinde başlangıç satırına azot için 4, hidrojen için 6, amonyak için 0 mol yazılır. Değişim satırında sınırlayıcı olan hidrojen tamamen harcanır: hidrojen eksi 6, azot eksi 2, amonyak artı 4 mol olur. Son satır bu ikisinin toplamıdır: azottan 2 mol kalır, hidrojen sıfıra iner, 4 mol amonyak oluşur. Değişim satırındaki sayılar her zaman katsayılarla orantılıdır; başlangıç ve son satırlarındaki sayılar ise orantılı olmak zorunda değildir. Bu ayrım, artan maddeyi bulmanın da sağlamasını verir.

Hiçbiri artmazsa

Girenler tam katsayı oranında karıştırılmışsa iki girenin bölümü eşit çıkar; ikisi de aynı anda tükenir ve artan madde kalmaz. Bu durumda sınırlayıcı bileşenden söz etmeye gerek yoktur; ürün herhangi bir girene göre hesaplanabilir.

4Çözümlü örnekler

Örnek 1 — Sınırlayıcıyı bulmak

Soru: Magnezyumun hidroklorik asitle tepkimesi Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ denklemiyle gösterilir. Bir kapta 0,5 mol magnezyum ile 0,6 mol HCl karıştırılıyor. Kaç mol hidrojen gazı oluşur?

  • A) 0,5 mol H₂
  • B) 0,6 mol H₂
  • C) 0,3 mol H₂
  • D) 1,2 mol H₂
  • E) 0,1 mol H₂

Çözüm: Magnezyum için 0,5 / 1 = 0,5, HCl için 0,6 / 2 = 0,3 bulunur; HCl sınırlayıcıdır. 0,6 mol HCl 0,3 mol hidrojen verir. Cevap: C.

Örnek 2 — Kütleyle

Soru: S + O₂ → SO₂ tepkimesinde 32 gram kükürt (32 g/mol) ile 48 gram oksijen (32 g/mol) tepkimeye sokuluyor. Hangisi doğrudur?

  • A) Oksijen sınırlayıcıdır ve 96 gram ürün oluşur.
  • B) Hiçbir madde artmaz.
  • C) 32 gram oksijen artar.
  • D) Kükürtten 16 gram artar.
  • E) Kükürt sınırlayıcıdır, 64 gram SO₂ oluşur ve 16 gram oksijen artar.

Çözüm: Kükürt 1 mol, oksijen 1,5 moldür; katsayılar eşit olduğu için kükürt önce tükenir. Cevap: E.

Örnek 3 — Gaz hacmi

Soru: Azot ve hidrojen gazlarından amonyak elde edilirken (N₂ + 3H₂ → 2NH₃) eşit sıcaklık ve basınçta 5 litre azot 12 litre hidrojenle karıştırılıyor. Tepkime sonunda hangi gazdan kaç litre artar?

  • A) 1 litre azot artar.
  • B) 3 litre hidrojen artar.
  • C) Hiçbir gaz artmaz.
  • D) 2 litre azot artar.
  • E) 4 litre hidrojen artar.

Çözüm: Azot için 5, hidrojen için 12 / 3 = 4 bulunur; hidrojen sınırlayıcıdır ve 4 litre azot harcar. Cevap: A.

Örnek 4 — Tuzak

Soru: 2H₂ + O₂ → 2H₂O tepkimesinde 3 mol hidrojen ile 2 mol oksijen karıştırılıyor. Sınırlayıcı bileşen hangisidir?

  • A) Oksijen, çünkü mol sayısı daha azdır.
  • B) Hidrojen; mol sayısının katsayısına bölümü daha küçüktür.
  • C) İkisi de aynı anda tükenir.
  • D) Su
  • E) Belirlenemez.

Çözüm: Hidrojen için 3 / 2 = 1,5, oksijen için 2 / 1 = 2 bulunur. Cevap: B.

5Tuzaklar

  • Mol sayısı en az olanı sınırlayıcı sanmak. Mol sayıları katsayılara bölünerek karşılaştırılır.
  • Ürünü artan maddeye göre hesaplamak. Ürün her zaman sınırlayıcıya göre bulunur.
  • Artan maddeyi ürün kütlesine eklemek. Harcanmayan kısım ürünün içinde sayılmaz.
  • Kütleleri mole çevirmeden karşılaştırmak. Gram cinsinden kütleler doğrudan karşılaştırılmaz.
  • Artan miktarı başlangıç miktarı sanmak. Artan = başlangıç − harcanan.

6Tekrar kartı

  • Sınırlayıcı: tamamen harcanan, ürünü belirleyen giren. Artan: harcanmadan kalan giren.
  • Bulma yolu: her girenin mol sayısı / kendi katsayısı; en küçük olan sınırlayıcı.
  • Ürün sınırlayıcıya göre; artan = başlangıç − harcanan.
  • Kütle verilirse önce mole çevir; aynı koşulda gazlar için hacim mol gibi kullanılır.
  • Sağlama: girenlerin kütlesi = ürün + artan.
  • Tam oranda karışımda artan yoktur.

7Alıştırma

  1. Soru 1 · Kolay

    Sınırlayıcı bileşen nedir?

    1. A)Tepkimede tamamen harcanan ve oluşacak ürün miktarını belirleyen giren
    2. B)Tepkimede hiç harcanmayan madde
    3. C)Miktarı en fazla olan giren
    4. D)Tepkimeyi hızlandıran madde
    5. E)Ürünlerden biri
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: A. Sınırlayıcı bileşen tükendiğinde tepkime de kendiliğinden durur.

  2. Soru 2 · Kolay

    Bir tepkimede oluşan ürün miktarı hangi maddeye göre hesaplanır?

    1. A)Artan maddeye
    2. B)Miktarı en fazla olan girene
    3. C)Sınırlayıcı bileşene
    4. D)Katalizöre
    5. E)Mol kütlesi en büyük olana
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: C. Ürün, önce tükenen girenin izin verdiği kadardır.

  3. Soru 3 · Kolay

    Artan madde nedir?

    1. A)Tepkimeyi sınırlayan madde
    2. B)Ürünlerden biri
    3. C)İlk tükenen madde
    4. D)Katalizör
    5. E)Tepkime bittiğinde bir kısmı harcanmadan kalan giren
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: E. Sınırlayıcı tükendiği için artan madde tepkimeye giremez.

  4. Soru 4 · Kolay

    Sınırlayıcı bileşeni bulmak için hangi değerler karşılaştırılır?

    1. A)Girenlerin kütleleri
    2. B)Her girenin mol sayısının kendi katsayısına bölümü
    3. C)Girenlerin mol kütleleri
    4. D)Ürünlerin hacimleri
    5. E)Girenlerin yoğunlukları
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: B. Bu bölüm, her girenin kaç tepkime birimine yeteceğini gösterir.

  5. Soru 5 · Orta

    Bir kapta 4 mol N₂ ve 6 mol H₂ bulunuyor. Amonyağın oluştuğu N₂ + 3H₂ → 2NH₃ tepkimesi ilerlerken hangi giren önce tükenir?

    1. A)Azot gazı
    2. B)Amonyak
    3. C)İki giren birlikte biter
    4. D)Hidrojen gazı
    5. E)Bilgi yetersizdir
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: D. Hidrojenin bölümü 6 / 3 = 2, azotunki 4 olduğu için hidrojen önce biter.

  6. Soru 6 · Orta

    Bir önceki sorudaki karışımdan kaç mol amonyak oluşur?

    1. A)Sekiz mol
    2. B)İki mol
    3. C)Altı mol
    4. D)On iki mol
    5. E)Dört mol
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: E. Ürün sınırlayıcı hidrojene göre bulunur; altı mol hidrojenden dört mol amonyak çıkar.

  7. Soru 7 · Orta

    Aynı karışımda tepkime bittiğinde hangi maddeden ne kadar artar?

    1. A)İki mol azot kalır.
    2. B)İki mol hidrojen kalır.
    3. C)Dört mol azot kalır.
    4. D)Hiçbir giren kalmaz.
    5. E)Bir mol hidrojen kalır.
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: A. Altı mol hidrojen iki mol azot harcar; dört molün yarısı kapta kalır.

  8. Soru 8 · Orta

    Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ tepkimesinde 0,3 mol çinko ile 0,4 mol HCl karıştırılıyor. Sınırlayıcı bileşen hangisidir?

    1. A)Zn
    2. B)ZnCl₂
    3. C)İkisi aynı anda tükenir
    4. D)HCl
    5. E)H₂
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: D. Çinko için 0,3, HCl için 0,4 / 2 = 0,2 bulunur.

  9. Soru 9 · Orta

    Bir önceki sorudaki karışımdan kaç mol hidrojen gazı oluşur?

    1. A)0,3 mol H₂
    2. B)0,4 mol H₂
    3. C)0,2 mol H₂
    4. D)0,1 mol H₂
    5. E)0,6 mol H₂
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: C. Sınırlayıcı HCl'nin 0,4 molü, katsayı oranına göre 0,2 mol hidrojen verir.

  10. Soru 10 · Orta

    Metanın yanma denklemi CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O olmak üzere eşit sıcaklık ve basınçta 4 litre metan 6 litre oksijenle yakılıyor. Yanma bittiğinde kapta hangi giren kalır?

    1. A)Bir litre oksijen
    2. B)Bir litre metan
    3. C)Hiçbir giren kalmaz
    4. D)İki litre oksijen
    5. E)Üç litre metan
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: B. Oksijenin bölümü 3, metanınki 4 olduğundan oksijen sınırlayıcıdır ve yalnız 3 litre metan yakar.

  11. Soru 11 · Orta

    Her sandviç için iki dilim ekmek ve bir dilim peynir gerekiyor. 12 dilim ekmek ve 8 dilim peynirle en fazla kaç sandviç yapılabilir?

    1. A)8 sandviç
    2. B)12 sandviç
    3. C)4 sandviç
    4. D)6 sandviç
    5. E)10 sandviç
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: D. Ekmek altı sandviçe yeter ve önce biter; ekmek sınırlayıcıdır.

  12. Soru 12 · Zor

    2H₂ + O₂ → 2H₂O tepkimesinde 6 gram hidrojen (2 g/mol) ile 32 gram oksijen (32 g/mol) tepkimeye sokuluyor. Suyun mol kütlesi 18 gram olduğuna göre kaç gram su oluşur?

    1. A)36 gram su
    2. B)54 gram su
    3. C)38 gram su
    4. D)18 gram su
    5. E)72 gram su
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: A. Hidrojen 3 mol, oksijen 1 moldür; oksijen sınırlayıcıdır ve 2 mol, yani 36 gram su verir.

  13. Soru 13 · Zor

    Bir önceki sorudaki karışımda tepkime bittiğinde ne artar?

    1. A)4 gram hidrojen artar.
    2. B)16 gram oksijen artar.
    3. C)2 gram hidrojen artar.
    4. D)Hiçbir madde artmaz.
    5. E)6 gram hidrojen artar.
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: C. 1 mol oksijen 2 mol hidrojen harcar; 3 molden 1 mol, yani 2 gram hidrojen kalır.

  14. Soru 14 · Zor

    "Mol sayısı en az olan giren her zaman sınırlayıcı bileşendir." ifadesi için hangisi doğrudur?

    1. A)Her zaman doğrudur.
    2. B)Yalnız gazlarda doğrudur.
    3. C)Yalnız katılarda doğrudur.
    4. D)Katsayılar eşit olmasa da doğrudur.
    5. E)Yanlıştır; mol sayıları katsayılara bölünerek karşılaştırılmalıdır.
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: E. Katsayılar farklıysa mol sayısı daha fazla olan giren de sınırlayıcı olabilir.

  15. Soru 15 · Zor

    10 gram A ile 8 gram B tepkimeye sokuluyor; tepkime bittiğinde 3 gram B artıyor ve yalnız C ürünü oluşuyor. Kaç gram C oluşmuştur?

    1. A)18 gram C
    2. B)15 gram C
    3. C)13 gram C
    4. D)21 gram C
    5. E)5 gram C
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: B. Başlangıçtaki 18 gramın 3 gramı artan B olduğuna göre ürün 15 gramdır.

8Ustalık kapısı

5 soru, 5 dakika. 4 ya da 5 doğru yaptıysan sıradaki derse, «Verim ve yüzde hesapları» dersine geç. 3 ve altındaysan 3. ve 4. bölümü yeniden oku, sonra kapıyı bir kez daha çöz.

  1. Soru 1 · Orta

    Fabrikalarda pahalı bir girenin çoğu zaman sınırlayıcı bileşen olarak seçilmesinin nedeni nedir?

    1. A)Tepkimeyi yavaşlatmak
    2. B)Pahalı maddenin tamamen kullanılıp boşa gitmemesi
    3. C)Ürünü azaltmak
    4. D)Ucuz maddeyi tasarruf etmek
    5. E)Tepkimeyi durdurmak
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: B. Fazla eklenen ucuz giren, pahalı olanın tamamen harcanmasını sağlar.

  2. Soru 2 · Orta

    C + O₂ → CO₂ tepkimesinde 3 mol karbon ile 2 mol oksijen karıştırılıyor. Sınırlayıcı bileşen hangisidir?

    1. A)C
    2. B)CO₂
    3. C)İkisi aynı anda tükenir
    4. D)O₂
    5. E)Belirlenemez
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: D. Katsayılar eşit olduğundan mol sayısı az olan oksijen önce tükenir.

  3. Soru 3 · Zor

    Bir önceki sorudaki karışımda tepkime bittiğinde ne artar?

    1. A)1 mol oksijen artar.
    2. B)Hiçbir madde artmaz.
    3. C)2 mol karbon artar.
    4. D)3 mol karbon artar.
    5. E)1 mol karbon artar.
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: E. 2 mol oksijen 2 mol karbon harcar ve 1 mol karbon kalır.

  4. Soru 4 · Zor

    4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃ tepkimesinde 4 mol alüminyum ile 4 mol oksijen karıştırılıyor. Kaç mol Al₂O₃ oluşur?

    1. A)4 mol Al₂O₃
    2. B)1 mol Al₂O₃
    3. C)2 mol Al₂O₃
    4. D)3 mol Al₂O₃
    5. E)8 mol Al₂O₃
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: C. Alüminyum için 4 / 4 = 1, oksijen için 4 / 3 bulunur; alüminyum sınırlayıcıdır ve 2 mol ürün verir.

  5. Soru 5 · Zor

    Bir tepkimenin sonunda girenlerin hiçbirinden artmıyorsa hangisi doğrudur?

    1. A)Girenler tam katsayı oranında karıştırılmıştır; sınırlayıcı ve artan madde yoktur.
    2. B)Tepkime gerçekleşmemiştir.
    3. C)Ürün oluşmamıştır.
    4. D)Kütle korunmamıştır.
    5. E)Bütün girenler sınırlayıcıdır ve ürün hesaplanamaz.
    Önce çöz, sonra cevabı aç

    Cevap: A. İki giren aynı anda tükendiği için ürün herhangi birine göre hesaplanabilir.

KM05 — Kimyanın Temel Kanunları ve Mol

Modülün bütün dersleri bitince işaretle; modül 1, 3, 7 ve 21. günlerde YKS ana sayfasındaki tekrar listesine döner.