CO ile O2 gazlarının tepkimesi şöyle yazılabilir:
2 CO + O2 -> 2 CO2
Bu tepkimeyi hacimce denkleştirmek için, gazların mol sayılarının hacimleriyle doğru orantılı olduğunu kullanabiliriz. Yani, eşit mol sayısındaki gazlar eşit hacim kaplarlar. Bu durumda, tepkimeye giren ve oluşan gazların hacimleri arasında şu orantı vardır:
2 CO : O2 : 2 CO2 = 2 : 1 : 2
Soruda verilen değerleri bu orantıya yerleştirirsek:
2 CO : O2 : 2 CO2 = 10 : 7 : x
Buradan x’i bulmak için çapraz çarpma yaparız:
x = (10 x 2) / 7 x = 20 / 7 x = 2,86
Bu da demektir ki, tepkime sonucunda aynı şartlarda 2,86 litre CO2 gazı oluşur.
Tepkimeye giren gazlardan hangisinin arttığını bulmak için, sınırlayıcı ve fazla olan reaktanı belirlememiz gerekir. Bunun için, verilen hacimleri mol sayısına çeviririz:
CO’nun mol sayısı = 10 / 22,4 = 0,446 O2’nin mol sayısı = 7 / 22,4 = 0,312
Tepkime denklemine göre, her 2 mol CO için 1 mol O2 gereklidir. Bu durumda, verilen hacimlerdeki CO ve O2 gazlarının mol oranı şöyledir:
CO : O2 = 0,446 : 0,312 = 1,43 : 1
Bu oran, tepkime denklemindeki orandan (2:1) farklıdır. Bu da demektir ki, tepkimeye giren gazlardan biri sınırlayıcı, diğeri fazladır. Sınırlayıcı olan reaktan, tepkimeyi durduran ve tamamen tükenen reaktandır. Fazla olan reaktan ise tepkime sonunda kalan ve artan reaktandır.
Tepkime denklemindeki orana göre, CO’nun O2’ye göre fazla olduğunu görürüz. Yani, CO fazla olan reaktandır. O halde, O2 sınırlayıcı olan reaktandır.
Sınırlayıcı olan reaktanın tamamen tükendiğini varsayarsak, fazla olan reaktandan ne kadar kaldığını bulabiliriz. Bunun için, sınırlayıcı olan reaktanın mol sayısını tepkime denklemindeki orana göre fazla olan reaktana eşitleriz:
O2 : CO = 1 : 2 0,312 : x = 1 : 2 x = (0,312 x 2) / 1 x = 0,624
Bu da demektir ki, tepkime sonunda fazla olan reaktan olan CO’nun mol sayısı 0,624’tür. Bu mol sayısını hacme çevirmek için NKA’da bir mol gazın 22,4 litre hacim kapladığını kullanırız:
CO’nun hacmi = 0,624 x 22,4 CO’nun hacmi = 13,98
Sonuç olarak, tepkime sonunda aynı şartlarda 13,98 litre CO gazı artar.
