Gazlar → 3. Bölüm

DERS

AYT Kimya

Kimya 11

KONU

ÜNİTE II

GAZLAR

III. Bölüm

3. Bölüm: Gazlarda Kinetik Teori

Dersin Özellikleri:

  • Seviye: Hiç Bilmeyenler İçin
  • Süre: 40 dakika
  • Gerekli Bilgiler:
    • Mol Kavramı
    • Kimyasal Tepkimeler
    • Kimyasal Tepkimelerde Hesaplamalar
  • Öğretmen:
    • Gökalp AY

Anlatılacak Başlıklar*:

  • Gazlarda Kinetik Teori
    • Kinetik Teori
    • Graham Difüzyon Kanunu
    • Gazların Efüzyonu

* Konu anlatımı, örneklerle zenginleştirilmiştir.

Gazlarda Kinetik Teori

Kinetik Teori Nedir?

  • Gaz moleküllerinin hareketini açıklamak için ortaya atılmıştır.

James Maxwell, Ludwig Boltzman gibi bilim insanlarının çalışmaları sonucu ortaya çıkmıştır.

Kinetik Teori Ne Der?

  1. Kimyasal türlerinin kapladığı hacim, aralarındaki boşluk yanında ihmal edilebilir.
  2. Kimyasal türleri arasında, itme ve çekme kuvvetlerinin olmadığı kabul edilir.
  3. Aynı sıcaklıktaki gazların, kimyasal türlerinin ortalama kinetik enerjileri eşittir.
    • Gazların ortalama kinetik enerjileri sıcaklıkları ile doğru orantılıdır.
  4. Gazların kimyasal türleri arasında esnek çarpışmalar olur. (Esnek çarpışma demek; enerji kaybı olmayan çarpışma demektir.)
  5. Kimyasal türleri, başka bir türle çarpışana kadar, doğrusal hareket eder. Bu harekete Brown Hareketi denir.

Brown Hareketi

Gaz Basıncı
Gazlarda Brown Hareketi

Gazlarda Kinetik Teori

Gazların Difüzyonu (Graham Difüzyon Kanunu)

Difüzyon Nedir?

  • Bir gazın, başka bir gazın her yerine kendiliğinden yayılıp homojen bir karışım oluşturmasına difüzyon denir.
  • Gaz karışımdaki bir gazın daha yoğun olduğu taraftan, daha az yoğun olduğu tarafa doğru kendiliğinden akmasıdır.

Graham Difüzyon Kanununun Formülü

  • X ve Y gazlarının, aynı sıcaklıkta iken yayılma (difüzyon) hızları Vx ve VY ise; bu hızlar arasındaki ilişki şudur:
Aynı Sıcaklıktaki Gazların Hızları
Graham Difüzyon Kanunu

Gazlarda Kinetik Teori

Örnek:

Aynı sıcaklıkta O2 gazı ile H2 gazının difüzyon hızları arasındaki ilişkiyi bulunuz? (O: 16 g/mol, H: 1 g/mol)





Gazlarda Kinetik Teori

Difüzyon Formülü Şöyle Türetilir :

  1. Kinetik enerjinin formülünü hatırlayalım:
Kinetik Enerji
  1. Kinetik Teoriye göre; sıcaklıkları eşit olan X gazı ile Y gazının ortalama kinetik enerjileri de eşittir.
    • X molekülünün kütlesi MA(x), Y molekülünün kütlesi MA(y) olsun.
    • Hızları da sırasıyla Vx ve Vy olsun. Bu durumda:
Kinetik Enerji
  1. Yukarıdaki eşitlikte, Vx ve Vy aynı tarafta bırakılırsa:
Aynı Sıcaklıktaki Gazların Hızları
Graham Difüzyon Kanunu

Bu eşitlik, Thomas Graham tarafından ve deneysel çalışmalar sonucu keşfedilmiştir.

Gazlarda Kinetik Teori

Örnek:

Aynı sıcaklıkta, He gazı X gazından 2 kat daha hızlı yayılmaktadır.

Buna göre X gazının mol ağırlığını (MA) kaçtır? (He: 4 g/mol)





Gazlarda Kinetik Teori

Farklı Sıcaklıktaki İki Gazın Difüzyon Hızı

  • Sıcaklıkları farklı olan X ve Y gazlarından; X gazının mutlak sıcaklığı Tx, Y gazının mutlak sıcaklığı ise Ty olsun.
    • Bu durumda, difüzyon hızları arasındaki bağıntı şöyle olur:
Farklı Sıcaklıkta Difüzyon Hızı
Farklı Sıcaklıkta Difüzyon Hızı

Gazlarda Kinetik Teori

Örnek:

27 oC sıcaklıktaki SO2 gazı ile 327 oC sıcaklıktaki O2 gazlarının yayılma hızları arasındaki ilişkiyi hesaplayınız? (SO2 : 64 g/mol, O2: 32 g/mol)





Gazlarda Kinetik Teori

Difüzyon Hızı İle Yoğunluk (Özkütle) İlişkisi

  • Gazların yoğunluğu (d) ile mol ağırlıkları (MA) doğru orantılıdır.
    • Bu yüzden, sıcaklıkları ve basınçları eşit olan X ve Y gazlarının, difüzyon hızları ile yoğunlukları arasındaki ilişki şu şekilde olur:
Difüzyon Hızı Yoğunluk İlişkisi
Difüzyon Hızı Yoğunluk İlişkisi

Gazlarda Kinetik Teori

Örnek:

X gazının yoğunluğunun 0,05 g/L olduğu şartlarda Y gazının yoğunluğu 1,25 g/L’dir.

Buna göre, bu şartlarda, X gazının 60 metre yayıldığı sürede, Y gazı kaç metre yayılır?





Gazlarda Kinetik Teori

Gazların Efüzyonu

  • Gazların, yüksek basınçlı bir kapta açılan küçük bir delikten, düşük basınçlı bir ortama akmasına efüzyon denir.
    • Efüzyon olayında, gazların hızları, difüzyon yasalarına göre karşılaştırılır.

Efüzyon Süresi – Difüzyon Hızı İlişkisi

  • Aynı sıcaklıktaki X ve Y gazlarının;
    • hızları Vx ve Vy ise,
    • efüzyon süreleri tx ve ty ise, bu gazlar için aşağıdaki eşitliği yazabiliriz:
Difüzyon Hızı ile Zaman İlişkisi
Graham Efüzyon Yasası

Gazlarda Kinetik Teori

Örnek:

Difüzyon Hızı Soru Çözümü

Yukarıdaki şekilde, aynı kabın içinde, eşit mol sayıda He ve CH4 gazları bulunmaktadır. Gazların toplam basıncı, dış basınçtan daha yüksektir. Bu şartlarda, kabın musluğu, kısa bir süre için açılıp kapatılıyor.

Buna göre, aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır? (He: 4 g/mol, CH4: 16 g/mol)

A) Kaptan dışarıya akan He gazının mol sayısı, CH4 gazından daha çoktur.
B) Kapta kalan He gazının yaptığı basınç, CH4 gazından daha fazladır.
C) Kaptan boşalan CH4 gazının kütlesi daha fazladır.
D) Kaptaki gazların ortalama kinetik enerjileri eşittir.
E) He gazının kimyasal türleri, CH4 gazınınkilerden 2 kat hızlıdır.

Gazlarda Kinetik Teori

Örnek:

Difüzyon Hızı Soru Çözümü


Yukarıdaki şekilde, aralarında bir cam boru olan iki cam balonda, aynı koşullarda, He ve SO2 gazları bulunmaktadır. M1 ve M2 muslukları arasında görünen bölmeler eşit uzunluktadır.

Gazların muslukları aynı anda açıldığında, buluşma noktaları için ne söylenebilir? (He: 4 g/mol, SO2: 64 g/mol)

Gazlar

III. Bölüm
(Gazlarda Kinetik Teori)

Bitti 🙁