10. sınıf: Sürdürülebilirlik

Sürdürülebilir kimya, bir tepkimenin ürününü elde ederken kullanılan maddeyi, oluşan atığı ve çevresel etkileri birlikte değerlendirir. Mikro ölçekli çalışma daha az madde tüketebilir; ancak bir tepkimenin atom ekonomisini yalnız ölçeği küçültmek değiştirmez. Atmosfer sorunları da nedenleri ve etkileriyle ayrı ayrı ele alınmalıdır.

Ölçek küçültme ve kaynak tasarrufu

Bir deneyin mikro ölçekte tekrarlanmasında madde miktarları aynı oranda azaltılıyorsa toplam tüketim ve atık miktarı da bu oranla değerlendirilir. Tek deneydeki tasarruf ile çok sayıda tekrarın toplam tasarrufunu ayırın. Bu nicel karşılaştırma, deneyin tehlikelerinin bütünüyle ortadan kalktığını göstermez.

Atom ekonomisini tepkimeye bağlayın

Atom ekonomisi, dengelenmiş tepkimede istenen ürünün molar kütle katkısının tepkenlerin toplam molar kütle katkısına oranıyla yorumlanır. Katsayılar hesaba katılır. Deney verimi gerçekleşen ürün miktarını anlatırken atom ekonomisi tepkime denklemindeki atomların istenen üründe ne kadar toplandığını anlatır.

Atmosfer sorunlarını birbirinden ayırın

Sera etkisinin güçlenmesi, asit yağmurları ve ozon tabakasındaki incelme aynı olay değildir. Verilen insan etkinliğini ilgili gaz, kimyasal süreç ve ekosistem etkisiyle eşleştirin. Çözüm önerisinde kaynak azaltımı, uygun süreç seçimi ve emisyon kontrolü gibi önlemleri senaryonun verileriyle gerekçelendirin.

İlgili kazanımlar

KİM.10.3.1 Kimya dersinde mikro ölçekli deney tercih etmenin sonuçlarını ekosistem açısından değerlendirebilme
KİM.10.3.2 Kimyasal tepkimeler sonucunda atmosferin doğasındaki değişimin ekosisteme etkilerine yönelik problem çözebilme

Çözümlü örnekler

Örnek 1

Bir çökelme deneyi makro ölçekte

4

\mathrm{BaCl_{2}}

3

\mathrm{Na_{2}SO_{4}}

ile yapılıyor. Aynı deney, bütün madde miktarları 50 kat azaltılarak mikro ölçekte tekrarlanıyor. Mikro ölçekli deneyde makro ölçekli deneye göre toplam kaç gram daha az kimyasal madde kullanılır?

A)
$7$
B)
$6{,}86$
C)
$2{,}94$
D)
$3{,}92$
E)
$343$

Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Kimya: model ve işlem): Makro ölçekte kullanılan toplam kütle bulunur.

4+3=7

2. Adım (Kimya: model ve işlem): Mikro ölçekte bütün miktarlar aynı oranda azaltıldığından toplam kütle de bu orana bölünür.

\frac{7}{50}=0{,}14

3. Adım (Kimya: model ve işlem): İki ölçekteki toplam kütlelerin farkı kimyasal madde tasarrufunu verir; atık miktarı da aynı oranda azalır.

7-0{,}14=6{,}86

Cevap

6{,}86

Örnek 2

Bir deneyin makro ölçek yerine aynı tepkimeyle mikro ölçekte yapılmasıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangileri doğrudur? I. Gözlenen çökelme, renk değişimi veya gaz çıkışı gibi değişimler aynıdır. II. Mikro ölçekte tepkimenin atom ekonomisi artar. III. Mikro ölçekte tepkimede farklı ürünler oluşur.

A)
Yalnız III
B)
I ve III
C)
II ve III
D)
I ve II
E)
Yalnız I

Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Kimya: model ve işlem): Mikro ölçek madde, su ve atık miktarını azaltır; tepkime, ürünler ve atom ekonomisi denkleme bağlı olduğundan değişmez.

\text{I, II, III ifadeleri}\Longrightarrow \text{I: doğru},\ \text{II: yanlış},\ \text{III: yanlış}

2. Adım (Kimya: model ve işlem): Doğru olan ifadeler seçilir.

\text{I: doğru},\ \text{II: yanlış},\ \text{III: yanlış}\Longrightarrow \text{Yalnız I}

Cevap

Yalnız I

Örnek 3

\mathrm{C_{2}H_{4}} + \mathrm{H_{2}O} \rightarrow \mathrm{C_{2}H_{5}OH}

tepkimesi bir laboratuvarda denklemdeki mol sayılarının 2 katı kullanılarak gerçekleştiriliyor. İstenen ürün

\mathrm{C_{2}H_{5}OH}

olduğuna göre tepkimenin atom ekonomisi yüzde kaçtır? (Atom ekonomisi = istenen ürünün kütlesi / tepkimeye girenlerin toplam kütlesi · 100; mol kütleleri g/mol:

\mathrm{C_{2}H_{4}}

: 28,

\mathrm{H_{2}O}

: 18,

\mathrm{C_{2}H_{5}OH}

: 46; sonucu en yakın tam sayıya yuvarlayınız.)

A)
$99$
B)
$97$
C)
$50$
D)
$98$
E)
$100$

Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Kimya: model ve işlem): Tepkimeye girenlerin denklemdeki toplam kütlesi bulunur; ölçek katsayısı pay ve paydada sadeleştiği için kullanılmaz.

28+18=46

2. Adım (Kimya: model ve işlem): Oran yüzdeye çevrilip en yakın tam sayıya yuvarlanır; atom ekonomisi verimden ve ölçekten bağımsızdır.

\frac{46}{46}\cdot 100=100\Longrightarrow 100

Cevap

100

Sık yapılan hatalar

Deneyi daha küçük ölçekte yapmanın atom ekonomisini artırdığını sanmak.
Atom ekonomisini deney verimiyle aynı yüzde olarak kullanmak.
Ozon incelmesi ile küresel ısınmanın nedenlerini eşitlemek.

Uygulama ve etkinlik sınırları

Mikro ölçekli laboratuvar deneyi, atmosfer ölçümü ve saha araştırması burada gerçekleştirilmez; hesap ve değerlendirme verilen verilere dayanır.

Çalışmaya devam edin

Öğrenci alanında çalış Öğretmen alanında hazırla

Sınıf konularına dön