İçindekiler
İdeal Gaz Ne Demektir?
- İdeal gazlar, ideal olan her şey gibi, aslında var olmayan, hayali gazlardır.
- Gerçek Dünya’da veya uzayda ideal bir gaz yoktur.
- Yani; çevremizde gördüğümüz bütün gazlar, “Gerçek Gazlar“dır.
- İdeal gazların özelliklerini şu şekilde sıralayabiliriz:
- Kimyasal türleri esnek çarpışmalar yapar. (Enerji kaybı olmadan çarpışırlar.)
- İdeal gazlar, gaz yasalarına uygun hareket eden gazlardır.
- Kimyasal türleri (atom veya molekülleri) arasında herhangi bir etkileşim yoktur.
- Yani, kimyasal türler birbirinden tamamen bağımsızdır.
- İdeal gazların kimyasal türlerinin hacim kaplamadığı kabul edilir.
- Gerçek dünyada, gazların kimyasal türleri arasında çok az da olsa, bir etkileşim vardır ve gerçek gazlarınkimyasal türleri, az da olsa bir hacim kaplar.
- Gerçek gazlar, aşağıdaki şartlarda, ideale daha yakın davranırlar:
- Yüksek sıcaklık
- Düşük basınç
- Düşük Mol Ağırlığı (MA)
- Gerçek gazlar, aşağıdaki şartlarda, ideale daha yakın davranırlar:
Örnek:
Aşağıdaki gazlardan hangisi ideale daha yakın davranır?
A) 100 oC’de ve 4 atm basınç yapan He gazı
B) 200 oC’de ve 4 atm basınç yapan He gazı
C) 300 oC’de ve 4 atm basınç yapan He gazı
D) 400 oC’de ve 2 atm basınç yapan He gazı
E) 400 oC’de ve 4 atm basınç yapan He gazı
Cevap
Sorunun Çözümü
İdeal Gaz Yasası
İdeal Gaz Yasası şöyledir:
P.V = n.R.T
İdeal Gaz Yasası: “İdeal Gaz Denklemi” olarak da bilinir.
- P: Gaz basıncıdır.
- Birimi atm olmalıdır.
- V: Gaz hacmidir.
- Birimi Litre (L) olmalıdır.
- n: Gazın mol sayısıdır.
- Birimi mol olmalıdır.
- T: Gazın sıcaklığıdır.
- Birimi Kelvin (K) olmalıdır.
- R: İdeal Gaz Sabiti
Matematikteki pi sayısı gibi sabit bir sayıdır.
İdeal Gaz Denkleminin Türetilmesi
İdeal Gaz Denkleminin Türetilmesi
- İdeal gaz denklemi, gaz yasalarının bir sonucu olarak ortaya atılmıştır.
İdeal Gaz Denkleminin Türetilmesi
- İdeal gaz denklemi, gaz yasalarının bir sonucu olarak ortaya atılmıştır.
- Bütün gaz yasaları birleştiğinde, birleşik gaz yasası (bileşik gaz denklemi de denir) ortaya çıkar:
- Matematik kuralları gereği, bileşik gaz yasası şöyle de ifade edilebilir:
- Yukarıda verilen eşitlikte “sabit” olarak ifade edilen sayı, “İdeal Gaz Sabiti“dir.
- İdeal gaz sabitinin sembolü “R” harfidir.
- Sabit yerine R yazarsak, bileşik gaz yasasını şu şekilde de yazabiliriz:
- Yukarıda verilen eşitlik, “İdeal Gaz Denklemi“nin kendisidir.
- Fakat genellikle yukarıdaki gibi değil de aşağıdaki gibi yazılır:
Örnek:
İdeal gaz sabitinin (R) birimini bulunuz?
Sorunun Çözümü
Bir sabitin birimini bulmak için, o sabitin formülü kullanılır.
İdeal gaz denklemi şöyledir:
Bu denklemden ideal gaz sabitini çekersek şu eşitlik elde edilir:
İdeal gaz sabitinin formülündeki her bir büyüklüğün birimini yazarsak, ideal gaz sabitinin birimi ortaya çıkar:
Cevap: (atm . L) / (mol . K)
Bu bir reklamdır:
Örnek:
0 oC sıcaklıkta, 11,2 Litrelik bir kapta bulunan 2 mol He gazının, kaba uyguladığı basıncı hesaplayınız.
Sorunun Çözümü
İdeal Gazların Yoğunluğu (d)
- İdeal gazların yoğunluğunu iki şekilde hesaplayabiliriz.
- Yoğunluğun genel formülü ile:
- d: Gazın özkütlesi veya yoğunluğudur. Birimi g/L olmalıdır.
- m: Gazın kütlesidir. Birimi g (gram) olmalıdır.
- V: Gazın hacmidir. Birimi L (Litre) olmalıdır.
- İdeal gaz denklemi yardımı ile:
- P: Gazın basıncıdır. (atm)
- MA: Gazın mol ağırlıdığıdır. (gram/mol)
- d: Gazın özkütlesi veya yoğunluğudur. Birimi g/L olmalıdır.
- R: İdeal gaz sabitidir.
- T: Gazın sıcaklığıdır. (K)
- İdeal gaz denkleminden yoğunluk formülü şöyle türetilir:
- İdeal gaz denklemini yazalım:
- Mol sayısının formülünü hatırlayalım:
- Mol sayısı formülünü yerine yazdığımızda:
- V ile MA ifadelerinin yerini değiştirirsek:
- Yoğunluk formülü:
m/V değeri, yoğunluğun (d) formülüdür.
m/V ifadesinin yerine, d yazdığımızda, eşitlik şöyle görünecektir:
Bu formüldeki yoğunluk değerinin birimi gram / Litre olacaktır.
Bu bir reklamdır:
Örnek:
2,73 atm basınç altındaki X gazının, sıcaklığı 0 oC olarak hesaplanıyor.
Buna göre, bu gazın yoğunluğunu hesaplayınız. (X: 82 g/mol)
Sorunun Çözümü
Verilenler:
P = 2,73 atm
t = 0 oC ise T = 0 + 273 = 273 K
MA = 82 g/mol
R = 0,082
Sorulan:
d = ?
Formül:
Verilenleri yerine koyalım:
2,73 . 82 = d . 0,082 . 273
1000 = d . 100
d = 10 gram/Litre
Cevap: 10 g/L
Bu bir reklamdır:
Örnek:
27 oC sıcaklıkta, 4 gram CH4 gazının kabına uyguladığı basınç 0,25 atm’dir.
Buna göre, kabın hacmini Litre olarak hesaplayınız. (C: 12 g/mol, H: 1 g/mol)
Sorunun Çözümü
Verilenler:
P = 0,25 atm
t = 27 oC ise T = 27 + 273 = 300 K
m = 4 g
MA = 12 + (4 . 1) = 16 g/mol
R = 0,082
Sorulan:
V = ? Litre
Formül:
Verilen bilgilere göre, gazın mol sayısını (n) bulabiliyoruz:
n = 4 / 16 = 0,25 mol
Bildiklerimizi, formülde yerine koyalım:0,25 . V = 0,25 . 0,082 . 300
V = 0,082 . 300
V = 24,6 Litre
Cevap: 24,6 L
Bu bir reklamdır:
Örnek:
Bir depolama tankında, 380 Torr basınç yapan ve 0 oC sıcaklıkta He gazı bulunmaktadır.
Tankın hacmi 4,48 L olduğuna göre, gazın kütlesi kaç gramdır? (He: 4 g/mol)
Sorunun Çözümü
Verilenler:
P = 380 Torr = 380 mmHg = 0,5 atm
t = 0 oC ise T = 0 + 273 = 273 K
V = 4,48 L
MA = 4 g/mol
Verilen sayılarla sadeleşmeye daha müsait olan R değeri:
R = 22,4 / 273
Sorulan:
m = ? gram
Gazın mol sayısını (n) bulalım ve mol sayısından kütlesini hesaplayalım.
Verilen madde gaz olduğu için mol sayısını şu formülden bulabiliriz:
Bildiklerimizi, formülde yerine koyalım:
0,5 . 4,48 = n .( 22,4 / 273) . 273
n = 0,5 . 0,2
n = 0,1 mol
Bir maddenin, mol sayısını (n) ve MA değerini biliyorsak, kütlesini şöyle buluruz:
m = n . MA
m = 0,1 . 4
m = 0,4 gram
Cevap: 0,4 g
Bu bir reklamdır:
Örnek:
0,25 mol CO2 gazı, normal şartlar altında kaç gram gelir? (C: 12 g/mol, O: 16 g/mol)
Sorunun Çözümü
Verilenler:
n = 0,25 mol
MA = 12 + 16 + 16 = 44 g/mol
Sorulan:
m = ? gram
Bir maddenin, mol sayısını (n) ve MA değerini biliyorsak, kütlesini şöyle buluruz:
m = n . MA
m = 0,25 . 44
m = 11 gram
Cevap: 11 g
Bu bir reklamdır:
Örnek:
6 gram C2H6 gazı, normal koşullarda kaç litre hacim kaplar? (C: 12 g/mol, H: 1 g/mol)
Sorunun Çözümü
I. YOL
Verilenler:
Normal şartlar altındaki bir gazın basıncı 1 atm, sıcaklığı 0 oC’dir.
P = 1 atm
t = 0 oC ise T = 0 + 273 = 273 K
m = 6 gram
MA = (2 . 12) + (6 . 1) = 30 g/mol
Verilen sayılarla sadeleşmeye daha müsait olan R değeri:
R = 22,4 / 273
Sorulan:
V = ? Litre
Verilenler ile gazın mol sayısını (n) bulabiliriz:
n = 6 / 30
n = 0,2 mol
Verilen madde gaz olduğu için hacmini şu formülden bulabiliriz:
Bildiklerimizi, formülde yerine koyalım:
1 . V = 0,2 .( 22,4 / 273) . 273
V = 0,2 . 22,4
V = 4,48 Litre
II. YOL (Sadece mol kavramı bilgileri ile)
Verilenler:
m = 6 gram
MA = (2 . 12) + (6 . 1) = 30 g/mol
Sorulan:
V = ? Litre
Verilenler ile gazın mol sayısını (n) bulabiliriz:
n = 6 / 30
n = 0,2 mol
Normal koşullardaki bir gazın, mol sayısından hacmini şöyle buluruz:
V = n . 22,4
V = 0,2 . 22,4
V = 4,48 L
Cevap: 4,48 L
Bu bir reklamdır:
Örnek:
0,02 mol Al metali aşağıdaki tepkimeye göre tamamen harcanıyor:
Al(k) + 3HCl(suda) → AlCl3 + 3/2H2(g)
Buna göre bu tepkimede oluşan hidrojen gazının, 1,12 litrelik bir kapta, 0oC’deki basıncı kaç atm’dir?
A) 0,20
B) 0,30
C) 0,40
D) 0,50
E) 0,60
Cevap
Sorunun Çözümü
Bu bir reklamdır:
1 yorum: “2. İdeal Gaz Yasası”