Bu konuda ne öğreneceksin
Bir lastiğin şişirilirken sertleşmesi, yazın güneşte bırakılan balonun patlaması, dalgıcın yükselirken kanındaki gazın açığa çıkma tehlikesi ve bir spreyin basılınca soğuması gazların davranışıyla ilgilidir. Gazların hacmi, basıncı, sıcaklığı ve madde miktarı birbirine bağlıdır. Bu bağlantıyı bir denklemle anlatabiliriz: ideal gaz denklemi. Bu konuda gaz yasalarını (Boyle, Charles, Gay-Lussac, Avogadro), ideal gaz denklemini, gaz karışımlarını (Dalton kısmi basınç), Graham difüzyon yasasını ve gerçek gazların ideallikten sapmasını öğreneceksin. Maddenin hâlleri ve mol bilgisi, burada hesaplara dönüşüyor.
Hedefler
- Gazların kinetik teorisini ve ideal gaz kavramını açıklamak.
- Boyle, Charles, Gay-Lussac ve Avogadro yasalarını uygulamak.
- İdeal gaz denklemi ile hesap yapmak.
- Gaz karışımlarında kısmi basınç ve mol kesrini kullanmak.
- Graham yasasıyla difüzyon hızlarını karşılaştırmak.
- Gerçek gazların hangi koşullarda idealden saptığını yorumlamak.
1. Gazların kinetik teorisi
Gaz parçacıkları çok küçüktür, sürekli ve rastgele hareket eder. Parçacıklar arası çekim kuvveti ihmal edilir. Çarpışmalar esnektir. Ortalama kinetik enerji mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır.
Basınç, parçacıkların kabın çeperine çarpmasıyla oluşur. Birimler: .
İdeal gaz: Parçacıklar arası çekim yoktur ve parçacıkların hacmi ihmal edilir. Gerçek gazlar yüksek sıcaklık ve düşük basınçta idealliğe yaklaşır.
2. Gaz yasaları
| Yasa | Sabit | Bağıntı |
|---|---|---|
| Boyle | , | ( ile ters orantılı) |
| Charles | , | |
| Gay-Lussac | , | |
| Avogadro | , |
Birleşik gaz yasası: ( sabit).
Örnek (Charles): 'de gaz sabit basınçta 'e ısıtılırsa olur.
Boyle'un sonucu: Sabit sıcaklıkta basınç iki katına çıkarsa hacim yarıya iner ve yoğunluk iki katına çıkar (kütle sabit, hacim yarıya iner).
3. İdeal gaz denklemi
. ( kütle, mol kütlesi).
Örnek: gaz 'de 'lik kaptadır. ve .
Normal koşullar (NK): ve . ideal gaz hacim kaplar.
Yoğunluk: bağıntısından bulunur. Aynı koşullarda mol kütlesi büyük gazın yoğunluğu büyüktür.
4. Gaz karışımları
Dalton kısmi basınçlar yasası: Birbirleriyle tepkimeye girmeyen gazlar karışımında toplam basınç, kısmi basınçların toplamıdır:
mol kesridir. Her gaz kabın tüm hacmini kapladığı gibi davranır.
Örnek: Kapta He ve Ne var, toplam basınç . ve , .
Su üzerinde gaz toplama: Toplanan gazın basıncı .
5. Graham yasası (difüzyon)
Gazların birbirine karışarak yayılmasına difüzyon, küçük bir delikten dışarı sızmasına efüzyon denir. Aynı koşullarda hız, mol kütlesinin karekökü ile ters orantılıdır:
Hafif gaz daha hızlı yayılır.
Örnek: He () ve () için . Helyum oksijenden kat hızlı yayılır.
6. Gerçek gazlar
Gerçek gazlar düşük sıcaklıkta ve yüksek basınçta idealden sapar. Çünkü parçacıklar yaklaştığında çekim kuvvetleri ve parçacıkların kendi hacmi ihmal edilemez. Mol kütlesi büyük ve polar gazlar idealden daha çok sapar. Helyum ve hidrojen en ideale yakın gazlardır. Van der Waals denklemi, bu iki etki için düzeltme terimleri ekler.
7. Sık yapılan hatalar
- Sıcaklığı ile yazmak. Kelvin kullan.
- Boyle yasasında ile 'yi doğru orantılı sanmak. Ters orantılıdır.
- Kısmi basıncı toplam mol ile hesaplamak. Mol kesri çarpılır.
- Graham yasasında kütle oranını karekök almadan yazmak.
8. Konuyu toparla
| Başlık | Kısa not |
|---|---|
| Boyle | sabit |
| Charles | sabit |
| Gay-Lussac | sabit |
| İdeal gaz | |
| NK | mol L |
| Dalton | |
| Graham | |
| Gerçek gaz | Düşük , yüksek 'de sapar |
Mini test
Soru 1
ideal gaz 'de hacimli kapta bulunuyor. Gazın basıncı kaç atm'dir? ()
- A
- B3
- C
- D6
- E12
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: D
- Sıcaklık kelvin'e çevrilir: .
- . Doğru cevap D.
Diğer şıklar: 0,54 sıcaklık olarak (Celsius) yazılmış / 3 mol sayısı alınmış / 5,46 alınmış / 12 hacim gibi yarıya düşürülmüş.
Soru 2
Sabit sıcaklıkta kapalı bir kaptaki ideal gazın basıncı iki katına çıkarılırsa gazın hacmi ve yoğunluğu için aşağıdakilerden hangisi doğru olur?
- AHacim iki katına çıkar, yoğunluk yarıya düşer.
- BHacim değişmez, yoğunluk iki katına çıkar.
- CHacim yarıya düşer, yoğunluk yarıya düşer.
- DHacim yarıya düşer, yoğunluk iki katına çıkar.
- EHacim ve yoğunluk iki katına çıkar.
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: D
- Boyle yasasına göre sabit sıcaklıkta ile ters orantılıdır. Basınç iki katına çıkarsa hacim yarıya düşer.
- Kütle sabit olduğundan ifadesinde hacim yarıya inince yoğunluk iki katına çıkar. Doğru cevap D.
Diğer şıklar: A hacim ile basınç doğru orantılı sanılmış / B hacmin sabit kaldığı sanılmış / C kütle azalıyormuş gibi düşünülmüş / E basınç artışıyla hacmin de artacağı sanılmış.
Soru 3
Sabit sıcaklıkta bir kapta He ve Ne gazı bulunuyor. Kaptaki toplam basınç ise He'un kısmi basıncı kaç atm'dir?
- A2
- B3
- C4
- D5
- E6
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: C
- He'un mol kesri .
- . Doğru cevap C.
Diğer şıklar: 2 mol sayısı kısmi basınç sanılmış / 3 Ne'un mol sayısı yazılmış / 5 karışım eşit paylı sanılmış / 6 Ne'un kısmi basıncı yazılmış.
Soru 4
Aynı koşullarda He () ve () gazlarının difüzyon hızları oranı kaçtır?
- A2
- B
- C4
- D8
- E64
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: B
- Graham yasası: .
- . Doğru cevap B.
Diğer şıklar: 2 kütle oranının karekökü yerine alınmış / 4 He'un kütlesi yazılmış / 8 karekök alınmamış, kütle oranı yazılmış / 64 kütle oranının karesi alınmış.
Kendini dene
Kendini dene
kaç kelvin'dir?
K.
NK'da mol ideal gaz kaç litre hacim kaplar?
L.
Hangi gaz idealliğe en yakındır?
Helyum.
Boyle yasasında hangi büyüklükler sabittir?
Sıcaklık ve madde miktarı.
Hafif gaz mı ağır gaz mı daha hızlı yayılır?
Hafif gaz.
Yanlış yaptığın soruları yanlış soru defterine ekleyebilirsin. Birkaç gün sonra tekrar karşına çıkar.