Kütlenin Korunumu ve Sabit Oranlar

Kimyanın Temel Kanunları

Kimyasal tepkimelerdeki nicel ilişkiler, 18. ve 19. yüzyılda yapılan dikkatli deneylerle ortaya konan temel kanunlarla açıklanır. Bu kanunlar, Dalton atom teorisinin de dayanağı olmuştur.

Kütlenin Korunumu Kanunu (Lavoisier)

Kimyasal tepkimeye giren maddelerin toplam kütlesi, tepkimeden çıkan (oluşan) maddelerin toplam kütlesine eşittir. Tepkimede atomlar yok olmaz ya da yoktan var olmaz; yalnızca yeniden düzenlenir.

• Örnek: 4 g hidrojen ile 32 g oksijen tamamen tepkimeye girerse 36 g su oluşur.
• Açık kapta yakılan odunun kütlesinin azalması kütlenin kaybolması değil, oluşan gazların (CO₂, su buharı) ortama karışmasıdır. Kapalı kapta tartılırsa toplam kütle değişmez.
• Demirin paslanmasında kütlenin artması, havadaki oksijenin demire bağlanmasındandır.
• Kimyasal tepkimelerde korunanlar: toplam kütle, atom türü ve sayısı, toplam proton-elektron sayısı, toplam yük. Korunmayabilenler: molekül sayısı, mol sayısı, hacim, fiziksel hâl.

Sabit Oranlar Kanunu (Proust)

Bir bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında sabit bir oran vardır. Bileşik nasıl ve nerede elde edilirse edilsin bu oran değişmez.

• Örnek: Suda hidrojen ve oksijen kütlece daima 1/8 oranında birleşir (H₂O: 2 g H, 16 g O).
• Bu oranın dışında kalan madde tepkimeye girmeden artar. Örneğin 3 g hidrojen ile 16 g oksijen tepkimeye sokulursa 18 g su oluşur ve 1 g hidrojen artar.
• Karışımlarda bileşenler herhangi bir oranda bulunabilir; sabit oran yalnızca bileşikler için geçerlidir.

Katlı Oranlar Kanunu (Dalton)

İki element birden fazla bileşik oluşturuyorsa, elementlerden birinin sabit kütlesiyle birleşen diğer elementin kütleleri arasında küçük tam sayılı bir oran vardır.

• Örnek: CO ve CO₂ bileşiklerinde sabit miktar karbonla birleşen oksijen kütleleri oranı 1/2'dir.
• NO ve NO₂ (1/2), FeO ve Fe₂O₃ (2/3), N₂O ve N₂O₃ (1/3) gibi bileşik çiftleri katlı oran gösterir.
• Katlı oranlar kanunu için bileşiklerin aynı iki elementten oluşması gerekir.

Birleşen Hacim Oranları (Gay-Lussac)

Aynı sıcaklık ve basınçta tepkimeye giren ve oluşan gazların hacimleri arasında küçük tam sayılı bir oran vardır: 2 hacim H₂ + 1 hacim O₂ → 2 hacim su buharı.

Örnek Hesap

Kütlece birleşme oranı Ca/O = 5/2 olan CaO bileşiğinden 28 g elde etmek için 20 g Ca ve 8 g O gerekir.

Sınav uyarısı: Tepkimede toplam kütle ve atom sayısı korunur; molekül sayısı korunmayabilir. Sabit oran yalnız bileşikler için geçerlidir. Suda H/O kütle oranı 1/8'dir. Katlı oranlar için aynı iki elementten oluşan farklı bileşikler gerekir.