Gazlar → 1. Bölüm

Dersin Özellikleri:

• Seviye: Hiç Bilmeyenler İçin
• Gerekli Bilgiler:
  • Mol Kavramı
  • Kimyasal Tepkimeler
  • Kimyasal Tepkimelerde Hesaplamalar
• Öğretmen:
  • Muzaffer KAYA

Anlatılacak Başlıklar*:

• Gazların Genel Özellikleri
• Gazların Basınç, Hacim, Miktar ve Sıcaklık Özellikleri
• Gaz Yasaları
  1. Boyle Yasası
  2. Charles Yasası
  3. Gay-Lussac Yasası
  4. Avogadro Yasası

* Konu anlatımı, örneklerle zenginleştirilmiştir.

• Sabit bir hacmi ve şekli yoktur; içinde bulundukları kabın hacmini kaplarlar şeklini alırlar.
• Kimyasal türleri arasında büyük boşluklar vardır.
  • Bu yüzden, sıkıştırılabilirler.
• Gaz karışımları her zaman homojendir.
• Bir maddenin en düşük özkütleli (en hafif) hali, gaz halidir.
• Kimyasal türleri arasında bir etkileşim yok kabul edilir. (Zayıf etkileşimler yok)
• Kimyasal türleri; titreşim, öteleme ve dönme hareketi yaparlar.

• Gazların bir “gaz basıncı” vardır.
  • Kaplarının her yerine eşit basınç yapar.
• Gazlar, maddenin en düzensiz hâlidir.
• Akışkandırlar.
• Maddenin, enerjisinin en yüksek olduğu halidir.
• Basınç, hacim, sıcaklık ve miktar; gazları tarif etmek için kullanılan temel özelliklerdir.

• Tanım: Birim yüzeye etki eden kuvvete basınç denir.
• Sembolü: Basınç; P harfi ile gösterilir.
• Birimi: Basıncın birimi; atm (atmosfer) veya cmHg veya Torr‘dur.
  • 1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg = 760 Torr
• Hava da bir gaz karışımıdır ve bir basıncı vardır.
  • Hava basıncına, atmosfer basıncı veya hava basıncı veya dış basınç denir.
  • Hava basıncı; P_dış veya P₀ veya P_hava şeklinde gösterilir.
  • Normal koşullarda hava basıncı 1 atm veya 76 cmHg‘dır.

• Normal Koşullar:
  • 0^oC sıcaklık,1 atm basınç demektir.
• Oda Koşulları veya Standart Koşullar :
  • 25^oC sıcaklık, 1 atm basınç demektir.

• Açık hava basıncı barometre ile
• Kapalı kaplardaki gaz basıncı ise manometre ile ölçülür.

Gazlar iki tür kap içinde saklanır. Bunlar; sabit hacimli ve sabit basınçlı kaplardır.

Buna göre şekilde verilen kaplardan hangileri sabit basınçlı kaplardır?

Örnek:

a) 0,5 atm = ? mmHg
b) 190 Torr = ? atm
c) 114 cmHg = ? atm

Yukarıda verilen birimleri, karşısındaki birime çeviriniz.

• Tanım: Maddenin boşlukta kapladığı yere hacim denir.
• Sembolü: Hacim; V harfi ile gösterilir.
• Birimi: Hacmin birimi; L veya m³ ve katlarıdır.
  • 1 L = 1 dm³ = 1000 cm³ = 1000 mL
  • 1 cm³ = 1 mL
• Bir gazın hacmi demek bulunduğu kabın hacmi demektir.
• Standart koşullarda:
  • 1 mol gaz, her zaman, 24,5 L hacim kaplarken
• Normal koşullarda:
  • 1 mol gaz, her zaman, 22,4 L hacim kaplar.

• Gazların miktarı genellikle mol sayısı olarak verilir ya da istenir.
  • Tanım: 1 mol kimyasal tür, 6,02×10²³ tanedir.
  • Sembolü: Mol sayısı; n harfi ile gösterilir.
  • Birimi: Mol sayısının birimi; mol‘dür.
• 6,02×10²³ sayısına Avogadro sayısı denir ve N, N_A veya N₀ sembollerinden biri ile gösterilir.
• Normal koşullarda 1 mol gaz 22,4 L hacim kaplar.
• Standart koşullarda 1 mol gaz 24,5 L hacim kaplar.
• 1 mol gaz her zaman mol ağırlığı (M_A) kadar gram gelir.

• Tanım: Bir maddenin ortalama kinetik enerjisinin göstergesidir.
  • Gazların sıcaklıkları, Kelvin ya da Celcius cinsinden verilecek ya da sorulacaktır.
• Sembolü: Kelvin cinsinden sıcaklık T harfi ile; santigrad (celsius) derece cinsinden sıcaklık ise t harfi ile gösterilir.
• Birimi: Kelvinin biri K, santigrad derecenin birimi ^oC’dir.

T = t + 273

• Sıcaklıkları eşit olan gazların ortalama kinetik enerjileri de eşittir.

Gaz Yasası Nedir?

• Gazların bir özelliği değiştiğinde, diğer özelliğinin bundan nasıl etkilendiğini açıklayan kurallara gaz yasası denir.
• Dört temel gaz yasası vardır:
  1. Boyle Yasası (P – V ilişkisi)
  2. Charles Yasası (V – T ilişkisi)
  3. Gay-Lussac Yasası (P – T ilişkisi)
  4. Avogadro Yasası (V – n ilişkisi)

Doğru Orantılı İki Büküklük

X artarsa Y de artar.

Ters Orantılı İki Büyüklük

Y artarsa X azalır.

Hatırla, Çok Lazım Olacak!!!

• Kanun: Sıcaklığı ve miktarı sabit bir gazın basıncı ile hacmi ters orantılıdır.
• Bu kanuna göre; sabit sıcaklıkta bir miktar gaz için şunlar doğrudur:
  • P . V = sabit
  • P₁ . V₁ = P₂ . V₂
  • P₁ . V₁ = P₂ . V₂ = sabit

Örnek:

Sabit sıcaklıkta ve ideal pistonlu bir kapta bulunan bir gazın hacmi 12 L, basıncı 0,5 atm’dir.

Bu gazın basıncının, 1,5 atm olması için, hacminin kaç Litreye getirilmesi gerekir?

• Kanun: Basıncı ve miktarı sabit bir gazın, hacmi ile sıcaklığı doğru orantılıdır.
• Bu kanuna göre; sabit basınçta bir miktar gaz için şunlar doğrudur:
  • V / T = sabit
  • V₁ / T₁ = V₂ / T₂
  • V₁ / T₁ = V₂ / T₂ = sabit
• İdeal pistonlu kap ve ideal elastik balondaki gazların basıncı sabittir ve dış basınca eşittir.

Örnek:

Sabit basınçlı, sürtünmesiz pistonlu kapta bulunan bir gazın; sıcaklığı 400 K, hacmi 3 L’dir.

Gazın hacminin 4,5 Litre olması için, sıcaklığının kaç Kelvin’e getirilmesi gerekir?

• Kanun: Hacmi ve miktarı sabit bir gazın, basıncı ile sıcaklığı doğru orantılıdır.
• Bu kanuna göre; sabit hacimde bir miktar gaz için şunlar doğrudur:
  • P / T = sabit
  • P₁ / T₁ = P₂ / T₂
  • P₁ / T₁ = P₂ / T₂ = sabit

Örnek:

Sabit hacimli bir kapta, belirli miktardaki bir gazın, basıncı 6 atm ve sıcaklığı 600 K’dir.

Gazın sıcaklığı 200 K’e düşürülürse, basıncı kaç atmosfer olur?

• Kanun: Sıcaklığı ve basıncı sabit bir gazın, hacmi ile mol sayısı doğru orantılıdır.
• Bu kanuna göre; sabit basınç ve sıcaklıktaki bir gaz için şunlar doğrudur:
  • V / n = sabit
  • V₁ / n₁ = V₂ / n₂
  • V₁ / n₁ = V₂ / n₂ = sabit

Örnek:

Sabit basınçlı, 12 L’lik bir kapta, 4 mol gaz vardır.

Sıcaklık sabitken, kaba 4 mol daha gaz konulursa, kabın son hacmi ne olur?

Belli bir miktar gazın, hacmi yarıya indirilip, mutlak sıcaklığı 4 katına çıkarılıyor.

Buna göre, bu gazın basıncı nasıl değişir?

Sabit basınç ve sıcaklıkta, 4 g H₂ gazı 60 L hacim kaplamaktadır.

Aynı şartlarda 32 gram SO₂ gazı kaç Litre hacim kaplar?
(H: 1 g/mol, S: 32 g/mol, O: 16 g/mol)

Şekil, He ve O₂ gazlarından oluşan bir gaz karışımı içeren sabit hacimli bir kaba aittir.

Buna göre bu gaz karışımı için;

I) Homojen bir karışımdır.
II) Gazların sıcaklıkları eşittir.
III) Gazların ortalama kinetik enerjileri eşittir.

yargılarından hangileri doğrudur?