6. Bölüm Gazlar
Hazırlık Çalışmaları
1. Bir aerosol tüpünün ateşe atılması çok tehlikelidir. Deniz seviyesinde
aldığınız patates cipsi paketi, dağda patlayacak gibi şişer. Şişirilmiş bir
balona iğne batırıldığında patlar. Bunları nasıl açıklarsınız?
2. Bir gazı, örneğin havayı sıvılaştırmanın iki yolu vardır. Bunları
araştırınız.
3. Cildimize sıcaklığı 100°C olan sıvı veya sıcaklığı 100°C olan su buharı
değse buhar daha çok yakar. Neden?
4. Kar ve yağmur yağarken hava biraz ısınır. Bunun nedeni araştırınız.
5. Gaz basıncını ölçmede kullanılan standart yöntem, gazın ittiği bir cıva
sütununun yüksekliğinin ölçülmesidir. Düşük basınçları ölçmek için cıva yerine
su veya alkollü manometreler kullanılır. Bunun nedenini araştırınız.
Giriş
Bundan önceki bölümde, maddelerin genel olarak iyonik ya da moleküler yapılı
olduğunu görmüştük. İyonik bileşiklerin tümü, oda koşullarında katı haldedir.
Moleküler maddelerin bir kısmı oda cıklığında ve 1 atmosfer basınçta gaz
halindedir. Elementlerden H2, N2, O2, F2, Cl2 ve soygazlar - He, Ne, Ar, Kr, Xe,
Rn – gazdır. Gaz halindeki önemli bileşikler ve özellikleri 6.1
Tabloda gösterilmiştir. Elementlerden Cl2(g), yeşilimsi sarı; Br2(g), kahverengimsi kırmızı; I2 (g) mor renklidir. H2(g), O2(g), N2(g) gibi diğer
elementel gazlar renksizdir.
25°C ve 1 atm'de gaz fazında bulunan elementler. Soygazlar 8A grubu elementleri
bir atomlu; diğerleri iki atomludur. Ozon gazı ise üç atomlu moleküllerden (O3)
oluşur .
6.1 Tablo Gaz Halindeki Bazı Önemli Bileşikler
Formülü Adı Özellikleri
HCN Hidrojen siyanür Çok zehirli, kokulu
HCl Hidrojen klorür Zehirli, kokulu
H2S Hidrojen sülfür Çok zehirli
CO Karbon monoksit Zehirli, renksiz, kokusuz, yanıcı
CO2 Karbon dioksit Renksiz, kokusuz
CH4 Metan Renksiz, kokusuz, yanıcı
N2O Nitröz oksit (diazot monoksit) Renksiz, tatlı kokulu,
“güldürücü gaz“
NO2 Azot dioksit Kahverengi, pis kokulu
SO2 Kükürt dioksit Renksiz, çürük yumurta kokulu
Gaz terimi genelde, maddenin ısı aldığında sıvı halden sonra dönüştüğü fiziksel
hali anlatmak üzere kullanılır. Bunu daha iyi anlamak için "buhar" ve "gaz"
terimlerini ayırmalıyız. Çoğu kez anlamdaş sanılan bu terimlerin ayırımı,
gazları kavramada çok önemli bir temeldir.
Gaz, bulunduğu kabı tümüyle doldurabilen ve sıkıştırmakla hacmi çok büyük oranda
küçültülebilen akışkanların genel adıdır (Akışkan, sıvıları ve gazları niteleyen
bir genellemedir). Buhar, kendi sıvısı (ya da katısı) ile bağlantısı kesilmemiş
olan gaz durumudur. Normal koşullarda sıvı ya da katı olan maddelerin
"buhar"ından, çok daha düşük sıcaklıklarda buharlaşmış ya da kaynamış olan
maddelerin de "gaz"ından söz ederiz. Su buharı, alkol buharı, metal buharı;
hidrojen gazı, oksijen gazı, soy gazlar dememizin nedeni böyle
açıklanabilir.Gazları yalnızca soğutmakla ya da yalnızca sıkıştırmakla
sıvılaştırmak zordur.Gazlar soğutulurken sıkıştırılarak sıvılaştırılabilir; oysa
buharın sıvılaştırılması için soğutulması yeterlidir.
Saf bir sıvının buhar basıncı, sıvı miktarından ve kap hacminden bağımsızdır.
Yalnız sıcaklıkla değişir. Yani sıcaklık aynı kaldığı sürece, kap hacminin ya da
sıvı miktarının değişmesi, o sıvıyla bağlantılı buhar basıncını değiştirmez.
Oysa gazların basıncı, sıcaklığa
olduğu gibi kap hacminin değişmesine karşı da son derece duyarlıdır.
Bu gerçek şunu gösteriyor: Bir maddeye "gaz" diyebilmek için onun sıvısı ya da
katısı ile bağlantısı olmamalıdır. Bu da sıcaklığın yüksek, kap hacminin de
büyük olmasını gerektirir. Çünkü ancak bu koşullarda moleküller arası çekim
zayıflar ve moleküller gelişigüzel, düzensiz hareketler yapabilir. Gazların davranışını ideal gaz kuramıyla açıklayabiliriz.
6.1 KİNETİK KURAM VE İDEAL GAZLAR
İdeal gazların basınç-hacim ilişkileri,sıcaklıkla bısınç ve hacimdeki
değişmeler, ideal gazların kinetik kuramıyla açıklanmıştır.Gazların davranışları,
maddenin tanecikli yapıda olduğunun en açık delillerini oluşturur. Acaba sabit
basınçta ısıtılan bir gaz niçin genişler? Sabit hacimde ısıtılan gazın basıncı
niçin artar? Gazların böylesi fiziksel davranışları, gaz kabı içinde sürekli
uçuşan moleküller modeliyle açıklanabilir. Bu modele kinetik-moleküler kuram
denir. Einstein'in "mekanikçi görünüşün etkisiyle sağlanmış en büyük
başarılardan biridir" dediği kinetik-moleküler kuram ideal gazların davranışını
başarıyla açıklar. Bu kuram aşağıdaki gibi özetlenebilir:
1. Gazlar, herbiri hızlı ve sürekli hareket halinde olan çok sayıda molekül
içerir. "Molekül" sözcüğü, genel olarak bağımsızca gezinen gaz
taneciklerini anlatır. Bazı gazların taneciği moleküldür; ancak soy gazlarda bu
tanecik, atomdur.
2. Gaz moleküllerinin net hacimleri, bulundukları kap hacmi içinde
önemsenmeyecek düzeydedir.
3. Gaz molekülleri arasındaki çekme ve itme kuvvetleri, önemsenmeyecek kadar
zayıftır.
4. Moleküller, hareketleri sırasında birbirleriyle ve kap çeperiyle çarpışır. Bu
çarpışmalar sırasında enerji transferleri olsa da sıcaklık sabitken molekül
başına düşen ortalama kinetik enerji sabit kalır. Başka deyişle gaz
moleküllerinin çarpışmaları, iki futbol topunun çarpışması gibi esnek
çarpışmadır.
5. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır.
Gazın sıcaklığı arttıkça ortalama kinetik enerji de artar.
Kinetik kuram ışığında, sabit sıcaklıkta basınç-hacim değişmelerini, sıcaklığa
bağlı olan basınç ve hacim değişmelerini kolayca yorumlayabiliriz. Hacmi (V)
sabit tutulan bir gaz kabında basıncı artırmak için ne yapmalıyız? Basınç, gaz
moleküllerinin kap çeperine vuruşunun bir belirtisidir. Öyleyse V hacimli kaba
gaz eklersek, yani birim hacme düşen molekül sayısını artırırsak basınç artar.
Çünkü bu sırada birim yüzeye çarpma sayısı artar. Öte yandan sabit hacimli kapta
gaz miktarı aynı tutularak da basınç artırılabilir. Bunun için sıcaklığı
artırmalıyız. Sıcaklık artışı, moleküllerin hızını artırır. Molekül hızının
artması da birim yüzeye, birim zamanda çarpma sayısını ve dolayısıyla basıncı
artırır.
İdeal Gazları Tanımlayan Nicelikler
Gaz halindeki maddelerin davranışlarını, birisi ya da hepsi değişebilen dört
değişkenle açıklarız:
Gazın miktarı yani Mol sayısı, n
Gazın sıcaklığı, T
Gazın basıncı, P
Gazın hacmi, V
Gazların Kinetik Kuramı, gazların yasalarını başarıyla açıklamıştır.
Moleküllerin kinetik enerjilerini belirtmede iki bağıntı kullanırız. Birisi
Newton bağıntısıdır. Belli bir sıcaklıkta molekül kütlesi, M; molekül hızı, u
olan bir molekülün kinetik enerjisi (Ek)
Ek = Mu2/2
Diğer bağıntı ise kinetik enerjinin sıcaklığa bağlı tanımını verir. Aynı
sıcaklıkta olan gazların cinsi ne olursa olsun moleküllerin ortalama kinetik
enerjileri eşittir. Sıcaklık arttıkça belirli bir enerji barajını aşan molekül
yüzdesi de artar. Kinetik kuram ışığında türetilen ve bir molekülün kinetik
enerjisini sıcaklığa bağlı olarak veren bağıntı şöyledir:
Ek =3/2( kT)
Bu bağıntıda T, mutlak sıcaklık (t oC + 273); k ise Boltzmann sabiti diye anılan
bir sabittir.
Şimdi belli bir gaz (örneğin oksijen gazı, O2) için bir bağıntıyı eşitleyelim:
Mu2 = kT
Belli bir gaz için (örneğin O2 için) molekül kütlesi (M) sabit bir değerdir.
Buna ek olarak , ve k da sabit sayılar olduğuna göre verilen bir gaz için u2, T
ile doğru orantılıdır:
(u2 T ya da u oT)
T1 sıcaklığındaki molekül hızı u1; T2 sıcaklığındaki hız u2 ile simgelenirse
= sonucu çıkarılabilir.
Bir gazın moleküllerinin ortalama hızı, mutlak sıcaklığın
karekökü ile doğru orantılı olarak değişir.
6.2 ÖRNEK
Bir gazın sıcaklığı 27 °C’ tan 327 °C'a çıkarılıyor. Moleküllerin ortalama hızı
kaç katına çıkar?
Çözüm
27 °Cdeki hıza u1 diyelim, T1 = 27 o C + 273 = 300 K
327 °Cdeki hıza u2 diyelim, T2= 327 o C + 273 = 600 K
= = =
Demek sıcaklık 300 K ( 27 °C) den 600 K (327 °C) e çıkarken molekül hızı da
yaklaşık 1.4 katına çıkar(2’nin karekökü).
6.2 İDEAL GAZ YASALARI
1. P-V Bağıntısı (Boyle Yasası)
2. V-T Bağıntısı (Charles Yasası)
3. V-n Bağıntısı (Avogadro Yasası)
4. İdeal Gaz Denklemi (PV= nRT)
5. Dalton'un Kısmi Basınçlar Yasası ( P= kn)
6.Gay-Lussac Sabit Hacim Oranları Yasası (Tepkimelerde V= kn)
BİR MOL GAZIN KAPLADIĞI HACİM
Bir maddenin katı, sıvı ve gaz hallerinde hacimlerinin farklı olduğunu biliriz.
Şimdi bunu, azot elementi üzerinde daha yakından inceleyelim.
Azot (nitrojen) katı, sıvı ve gaz halinde iki atomlu moleküllerden (N2) oluşur.
Molekül kütlesi 28 akb dir; 1 mol N2 (6.02x1023 N2 molekülü) 28 gramdır. Azot,
-210 °C un altında katı haldedir ve yoğunluğu mililitre (mL) başına 1.03
gramdır. Buna göre katı haldeki azotun molak hacmi (yani bir molünün hacmi)
= 27.2 mL/mol dür.
Başka deyişle 1 mol katı azotun hacmi 0.0272 L dir.
Katı haldeki azot, -210 °C’ ta erir ve sıvı hale geçer. Sıvı azotun da yoğunluğu
mililitre başına 0.81 gramdır. Buna göre sıvı haldeki bir mol azotun hacmi:
= 34.6 mL/mol dür.
Başka deyişle 1 mol sıvı azotun hacmi 0.0346 L dir.
Sıcaklık, -196°C ye yükseltilirse sıvı azot kaynar. Gaz haline geçmiş olan
azotun yoğunluğu kabın hacmine ve sıcaklığa bağlı olarak değişir. Şimdi azot
gazı ile dolu kabın hacminin, 0 oC taki bir buz banyosuna konulduğunda gaz
basıncını 1 atmosfere eşitleyecek şekilde değiştiğini düşünelim. Bu koşullarda
azot gazının yoğunluğu 0.00125 g/mL dir. Demek ki 0 oC ve 1 atm basınçtaki molar
hacmi
= 22.4 x 103 mL/mol dür.
molar kütle = molar hacim x yoğunluk = x
Başka deyişle 1 mol azot ( N2)gazının 0 °C ve 1 atm deki hacmi 22.4 L dir. Görüldüğü
gibi 1 mol N2 gazının hacmi, 1 mol N2 katısının hacminin yaklaşık 1000 katıdır.
Eğer bir tek molekülün büyüklüğünün katı, sıvı ve gaz hallerinde aynı kaldığı
düşünülürse, gaz halinde moleküllerin birbirinden uzaklaşmış olmaları gerektiği
açıktır. Gaz molekülleri arasındaki uzaklık, katı haldekinin 1000 katı
dolayındadır. Azot için yapılan deney sonuçları başka gazlar için de bize ışık
tutar.
0 °C sıcaklık ve 1 atmosfer basınç koşullarına "normal koşullar" denir. Bu
koşullarda 32 g oksijen gazı (1 mol O2 molekülü) de 22.4 L hacim kaplar; 2 g
hidrojen gazı (1 mol H2 molekülü) de 22.4 L hacim kaplar.
0 °C sıcaklıkta ve 1 atmosfer basınçta 1 mol gaz 22.4 L hacim kaplar. Başka
deyişle 0 oC ’ta 1 mol gazın basınç-hacim çarpımı
(P x V), 22.4 dür.
PxV = 22.4 (0 °C ‘ta)
Sıcaklığı değiştirsek, benzer bir genellemeye varabilir miyiz? Deneyler buna da
olumlu yanıt veriyor. 6.2 Tablo da 17 amonyak (1 mol NH3molekülü) gazı için
değişen basınç, hacim ve (PxV) değerleri veriliyor. Gerçi ölçmelerden ve başka
etkenlerden ileri gelen sapmalar ve benzersizlikler var; ama P x V = sabit
düzenliliği açıkça görülüyor.
25 °C sıcaklık ve 1 atmosfer basınç koşullarına "oda koşulları" denir. Oda
koşullarında 17 g NH3 gazı ya da 32 g oksijen gazı 24.5 L hacim kaplar (6.2
Tablo).
25 oC ve 1 atm basınçta 1 mol gaz 24.5 L hacim kaplar. Başka deyişle 25 oC ta 1
mol gazın basıncı ile hacminin çarpımı (P x V), 24.5 atmosfer x litre'dir.
25 oC de
PxV = 24.5
6.1 ÖRNEK
0.6 g hidrojen gazı, 0.1 mol helyum gazı ve 0.2 mol C atomu içeren etan (C2H6)
gazının 0 oC ve
1 atm basınçta ( normal koşullarda) kaç litre hacim kaplar?
Çözüm
Gazların toplam mol sayılarını bulmalıyız:
Hidrojen gazının mol sayısı = 0.6 g/ 2 g/mol = 0.3 mol H2
Helyum gazının mol sayısı = 0.1 mol He
0.2 mol C atomu içeren etan gazı = 0.1 mol C2H6
Gazların toplam mol sayısı= 0.3+0.1+0.1 = 0.5 mol.Normal koşullarda 1 mol gaz
22.4 L hacim kapladığından, 0.5 mol gaz 11.2 L hacim kaplar.
6.3 YAYILMA HIZI
Graham Yasası. Gazların Yayılma (difüzyon) Hızları
Gaz molekülleri, yüksek hızda hareket eder. Moleküllerin hızı gazın cinsine ve
sıcaklığa bağlı olarak değişir. 1830 da Thomas Graham, gazların yayılma
hızlarının molekül kütlesinin kare kökü ile ters orantılı olduğunu buldu. Yani
molekül kütlesi küçük olan gazların yayılma hızı büyüktü. Farklı iki gazın
yayılma hızları oranı aşağıdaki bağıntıya uyuyordu:
=
Graham yasası şöyle der:
Aynı sıcaklık ve basınça bulunan gaz moleküllerinin yayılma
hızları, molekül kütlelerinin kare köküyle ters orantılıdır.
Aynı koşullardaki iki farklı gazın hız ilişkisi kinetik kuramın bir ilkesinden
türetilebilir. Kinetik kurama göre, aynı sıcaklıktaki gazların türü ne olursa
olsun moleküllerin ortalama kinetik enerjisi eşittir.
H2 için Ek = MA u2 A
CO2 için Ek = MB u2 B yazabiliriz.
Bunların eşit mol sayılarını kıyaslamak, birer moleküllerini de kıyaslamak
olacaktır. MA, H2 nin molekül kütlesini, MB de CO2 nin molekül kütlesini
gösteriyor. Aynı sıcaklıkta kinetik enerjiler eşit olduğu için,
MA u2 A = MB u2 B
yazabiliriz. İşte bu eşitlik düzenlenince Graham'ın vardığı sonucu elde ederiz.
=
Graham yayılma denklemi, yoğunluk ilişkisine de kolayca uyarlanabilir. Gaz
yoğunlukları, aynı sıcaklık ve basınçta karşılaştırılabilir.
= =
eşitliği elde edilir.
6.3 ÖRNEK
Hidrojen molekülleri (H2), aynı koşullarda pentan (C5H12) moleküllerine göre kaç
kat hızlı yayılır? (H2: 2 g/mol; C5H12: 72 g/mol)
Çözüm
Yayılma (difuzyon) hızı, aynı koşullardaki gazlarda molekül kütlesi ile ters
orantılıdır. Molekül kütlesi küçük olduğu için H2 moleküllerinin yayılma hızı
daha büyüktür.
= = =
Buna göre H2 molekülleri 6 birim yol aldığında C5H12 molekülleri ancak 1 birim
yol alabilir.
6.4 ÖRNEK
Helyum (He) atomları, aynı koşullarda
(a) CH4-(g); (b) SO2(g); (c) HBr(g) moleküllerine göre kaç kat hızla yayılır?
(H:1; He:4; C:12; O:16; S:32; Br:80)
Yanıt
(a) 2; (b) 4; (c) 9/2
6.5 ÖRNEK
Uzunlukları eşit olan iki borudan birine CH4(g) diğerine SO2(g) sevk ediliyor.
Gazlar, aynı koşullardadır. CH4 gazı borunun diğer ucuna 60 saniyede ulaştığına
göre SO2 gazı kaç saniyede ulaşır? (CH4; 16 g/mol; SO2: 64 g/mol)
Çözüm
Burada gazların aynı yolu alacağına dikkat ediniz. Molekül hızları ile molekül
kütleleri arasındaki bağıntıda hız = ilişkisini koyarsak;
= = = ve = = den
= 120 s bulunur.
1.4 GAZ BASINCI VE ÖLÇÜLMESİ
Gazların ölçülebilen özellikleri sıcaklık, hacim ve basınçtır. Basınç, birim
yüzeye dik olarak etkiyen kuvvet olarak tanımlanır:
basınç =
Bildiğiniz gibi hava, bir gaz karışımıdır. Hacimce %78.08 azot, %20.95 oksijen,
%0.93 argon ve %0.03 karbon dioksit içerir. Hava, Dünya yüzeyine bir basınç
uygular.
Atmosferin dünyanın her kilometre karesine düşen kütlesi 5 x 1018 kg, her
metrekaresine düşen de 104 kg dır. Atmosfer basıncını ilk kez 1643'de İtalyan
fizikçi Evangelista Torricelli ("Toriçelli" 1608-1647) ölçmeyi başarmıştır.
Atmosfer (hava) basıncını ölçmede kullanılan aygıtlara barometre denir. Bir ucu
kapalı uzun bir boruya cıva doldurup sonra bunu bir cıva çanağına daldırarak bir
barometre yapabiliriz. Borudaki cıvanın dibe doğru yaptığı basınç, hava
basıncına eşit olana dek borudaki cıvanın bir kısmı çanağa akacaktır. Sonuçta
oluşan cıva sütununun yüksekliği (h), hava
basıncını gösterecektir. Cıva sütunu üzerinde az miktarda cıva buharı bulunur;
ama onun basıncı önemsenmeyecek derecede düşüktür (6.6 Şekil).
Havanın basıncı, sıcaklığa, bulunulan yüksekliğe bağlı olarak günden güne
değişir. Ancak hava basıncı deniz seviyesinde 760 mmHg (1 atm) dolayında
seyreder. Ölçmelerde birliği sağlamak ve karşılaştırmalar yapabilmek için
standart basınç olarak, 760 mmHg sütunu seçilmiştir.
(Standart atmosfer basıncı 760 mmHg = 1 atm dir.)
Herhangi bir gaz örneğinin basıncı da ilke olarak barometreye benzeyen
aygıtlarla ölçülür. Bu aygıtlara manometre denir. 1.7 Şekilde kapalı uçlu ve
açık uçlu manometre tipleri gösteriliyor.
Kapalı uçlu (6.7 a şekli) manometrede cıva sütununun aşağı doğru yaptığı basınç,
gaz basıncı ile dengelenmiştir. Gazın basıncı = h1 dir.
Açık uçlu manometrelerde (6.7 b ve c şekilleri) sağdaki cıva sütunu üzerinde
atmosfer basıncı etkilidir. 6.7 (b) şeklinde gaz basıncı = h2 + atmosfer
basıncı, 6.7 (c) şeklinde ise gaz basıncı + h3 = atmosfer basıncıdır.
6.6 ÖRNEK
Cıvanın yoğunluğu 13.6 g/mL, suyunki 1 g/mL olduğuna göre cıva yerine su
kullanılsaydı,
(a) Standart atmosfer basıncı kaç mm H2O olurdu?
(b) 6.7 Şekildeki (b) manometresinde h2 = 136 mm H2O olduğunda ve atmosfer
basıncı 730 mm Hg olduğuna göre gaz basıncı kaç mm Hg olurdu?
Çözüm
Cıva yerine su kullanılsa kütleler eşit, ama kolon uzunluğu farklı olacaktır.
13.6 g cıva (1 mL), 13.6 g su (13.6 mL).
(a) Standart atmosfer basıncı 760 mmHg dır.
Cıva 1 mL iken, su 13.6 kat olduğu için
760 x 13.6 = 103400 mm = 10.34 m
(b) Hatırlanacağı gibi cıva, suya göre 13.6 kat yoğundur. Buna göre 136 mm H2O
ile 10 mm Hg aynı basıncı gösterir. Yani h2 = 10 mm Hg dir.
Manometrede Pgaz = h2 + Patm olduğundan Pgaz = 10 + 730 = 740 mm Hg olur.
6.7 ÖRNEK
Bir kaptaki gaz basıncını hangi yollarla artırabiliriz?
Çözüm
Basınç, kap çeperinin birim yüzeyine birim zamanda moleküllerin çarpmasının bir
göstergesidir. Basıncı artırmak için;
* Kap hacmi ve sıcaklık sabitken kaba aynı ya da farklı gaz (tepkimeye girmeyen)
eklemek
* Kap hacmi sabitken kabı ısıtmak (sıcaklığı yükseltmek)
* Sıcaklık ve gaz miktarı sabitken kabı sıkıştırmak (kap hacmini küçültmek)
işlemleri uygun olur.
1. Boyle Yasası. P - V Bağıntısı
Bu değişkenler arasındaki ilk ilişki, 1662' de Robert Boyle (1627 - 1691)
tarafından denel olarak bulundu. Boyle yasası denen bu yasa şöyle der:
Sabit sıcaklıkta miktarı değişmeyen bir gazın hacmi, basıncı ile ters orantılı
olarak değişir.
Belirli bir gazın değişen basınçlara bağlı olarak değişen hacimler alması,
Boyle'un ilginç bir buluşudur. Deneylerinde 1.8 şekildeki gibi J-şeklinde tüpler
kullanmış, onlara cıva ekleyerek değişen gaz hacimlerini ölçmüştür.
Boyle yasasına göre sıcaklığı sabit tutulan bir gazın hacmi yarıya inecek
şekilde sıkıştırılırsa basıncı iki katına çıkar. Başka deyişle miktarı ve
sıcaklığı sabit tutulan bir gazın değişen hacmi ile değişen basıncının
çarpımları sabittir.
Miktarı ve sıcaklığı sabit tutulan bir gazda basınç x hacim değeri sabittir: PV
= sabit = a. Bu durum 1.8 Şekil (a) daki grafikte gösteriliyor. Boyle
bağıntıları V = a/P ya da P = a/V biçiminde de yazılabilir.
Bir miktar gazın aynı sıcaklıktaki farklı basınç ve hacim değerleri için
P1V1 = P2V2 yazılabilir.
6.8 ÖRNEK
Şekildeki manometre sisteminde aynı sıcaklıkta oksijen gazı bulunuyor. Buna göre
sıcaklık sabit tutularak M musluğu açıldığında açık uçlu manometrede cıva düzeyi
farkı kaç mm Hg olur?
Çözüm
M musluğu açıldığında sistemin hacmi 3L olur. 1L hacimli kaptaki O2 nin basıncı
600 mmHg dir, musluk açılınca basınç, üçte birine inecek, 200 mmHg olacaktır.
2 L lik kaptaki O2 nin basıncı Pgaz + 160 = 760 mm den Pgaz = 600 mm Hg dir.
P1V1 = P2V2 bağıntısına göre 600 x 2 = P2 x 3 den P2 = 400 mm Hg bulunur. Son
basınç, 200 +
400 = 600 mm Hg dir. Cıva düzeyi aynı kalır.
6.9 ÖRNEK
Şekildeki sistemde aynı sıcaklıktaki gazların, musluklar kapalı iken basınçları
veriliyor.
(a) He(g) ile SO2(g) arasındaki musluk açılsa sistemin toplam basıncı kaç atm
olur? SO2(g) nin kısmî basıncı kaç atm olur?
(b) Gaz kaplarını birleştiren üç musluk da açılsa sistemin basıncı kaç atm olur?
Çözüm
(a) İki gaz kabı birbirine açılınca, homojen gaz karışımı oluşur ve bu durumda
Pson x Vson = P1 x V1 bağıntısından yararlanılabilir. Ama önce soruyu düşünce
gücüyle çözmeyi deneyelim. He ve SO2 gazları arasındaki musluk açılınca son
hacim 5L olur. İki gazın basıncı da azalır. Helyumun hacmi beş katına çıktığı
için basıncı beşte birine iner. Kükürt dioksidin hacmi 4L den 5L ye çıktığı için
basıncı beşte dördüne iner. Bu düşünceye göre PHe = 1 atm, PSO2 = 1.25 atm ve
Pson = 2.25 atm olur.
(b) Kaplar arasındaki üç muslukta açılınca,
Pson x Vson =
P1V1 + P2V2+ P3V3 olur.
Vson = V1 + V2 + V3 tür.
Pson (1 + 4 + 5) = (5 x 1) + (5 x 4) + (8 x 5) = 65 ve Pson = 6.5 atm bulunur.
6.10 ÖRNEK
hacmi 3 L olan bir kapta basıncı 4 atm olan bir ideal gaz bulunuyor. Bu kaptan
alınan bir miktar gaz 1L hacimli bir kapta 3 atm basınç gösteriyor.
İlk kapta kalan gazın basıncı kaç atm dir?
Çözüm
Başlangıçta gazın basınç - hacim çarpımı, P x V = 3 x 4 = 12 dir. Alınan
örneğin, 1 x 3 = 3; kalan gazınki de 3 x P dir. Başlangıçtaki basınç _ hacim
çarpımı, ayrılan ve kalan kısımların basınç - hacim çarpımlarının toplamına
eşittir: 12 = 3 + (3xP) den P = 3 atm bulunur.Çözüme, ayrılan gazın P x V
çarpımından da yaklaşılabilir. Ayrılan 1 L lik gaz 3L hacimdeyken 1 atm basınç
yapmaktadır. Bu ayrılınca 4 - 1 = 3 atm kalır.
6.11 ÖRNEK
Hacmi bilinmeyen bir balonda basıncı 800 mmHg olan bir ideal gaz bulunuyor. Bu
balondan alınan 5 cm3 gaz örneği 1 atm basınç gösterirken kalan gazın basıncı da
600 mmHg ye iniyor.
Ölçümler aynı sıcaklıkta olduğuna göre ilk balonun hacmi kaç cm3 tür.
Çözüm
İlk balonun hacmi V cm3 olsun. Bu balondan 5 cm3 gaz alındığında kalan gazın
hacmi (V-5) değil, V cm3tür. Gazlar, konuldukları kabı tümüyle doldurur. İlk
durumdaki basınç ve hacim çarpımı; alınan ve kalan gazların basınç ve hacim
çarpımlarının toplamına eşit olur. Bunun için 800 x V = 5 x 760 + 600 x V
yazılabilir. Buradan V = 19 cm3 bulunur.
V = kT
Dalton'un Kısmî Basınçlar Yasası
Sabit sıcaklık ve hacimde gazın mol sayısı ile basıncı doğru orantılı olarak
değişir:
P n
Bu sonuç, birbiriyle tepkimeye girmeyen iki ya da daha çok değişken gaz
karışımına da uyarlanabilir. Bir kaptaki gaz karışımının toplam basıncı
bileşenlerinin basınçları toplamına eşittir. İlk olarak John Dalton tarafından
bulunmuş olan kısmî basınçlar yasası şöyle der:
Bir gaz karışımının toplam basıncı, karışanların kısmî basınçları toplamına
eşittir.
Kısmî basınç ne demektir? Kısmî basınç, bir gaz karışımında karışanların payına
düşen basınçtır. Bir kaptaki gaz karışımında bir gazın kısmî basıncı, o gazın
kaba tek başına konmasıyla göstereceği basınçtır.
A, B ... gazlarının karışımı için, Ptoplam = PA + PB + ... yazılabilir.
Gaz karışımında her gaz aynı sıcaklıkta aynı hacmi kapladığı için kısmî
basınçlar, mol sayıları ile doğru orantılı olur.
PA nA; PB nB ve PC nC dir.
Hacim ve sıcaklık eşit olduğundan
PA = nA ( ), PBB = nB ( ), PC = nC ( ), vb...
( ) oranı sabit olduğu için
= ; = ; = yazılabilir.
6.12 ÖRNEK
1 g H2 ve 6 g He gazı belli bir sıcaklıkta bir kapta toplam 4 atm basınç
yapıyor. Her gazın kısmi basıncını hesaplayınız. (H: 1; He: 4)
Çözüm
Önce gazların mol sayılarını bulalım.
H2 nin mol sayısı = 1 g H2 x = 0.5 mol H2
He un mol sayısı = 6 g He x = 1.5 mol He
Toplam mol sayısı = 0.5 mol H2 + 1.5 mol He = 2 mol
2 mol gaz 4 atm
0,5 mol H2 x = ?
H2nin kısmî basıncı = 1 atm
He nin kısmî basıncı = 4 atm - 1 atm = 3 atm.
6.13 ÖRNEK
50 g CH4 (g) ve 50 g SO2 ( g) den oluşan bir gaz karışımının toplam basıncı 300
mmHgdir. Buna göre CH4 ün kısmî basıncı kaç mm Hg dir? (CH4 : 16 g/mol; SO2 : 64
g/mol)
Yanıt
240 mm Hg
Gazların Su Üzerinde Toplanması
Dalton’un kısmi basınçlar yasası,su üzerinde toplanmış gazların basınçlarının
hesaplanmasında da kullanılır. 1.12 Şekildeki düzenek örneğin çinko (Zn) üzerine
hidroklorik asit çözeltisi eklenmesiyle oluşan hidrojen gazının su üzerinde
toplanmasını gösteriyor. Gaz toplama tüpüne giren gaz tüpteki suyu aşağıya doğru
iter. Gaz miktarı arttıkça su düzeyi alçalır. Gaz toplama tüpündeki su düzeyi
alt kaptaki su düzeyi ile eşitlendiğinde gaz basıncı hava basıncına
eşitlenmiştir.Tüpteki basınç, gazın ve su buharının kısmi basınçları toplamına
eşittir.
Gazın basıncı,barometre basıncından deneme yapılan sıcaklıktaki suyun buhar
basıncı çıkarılarak bulunur.
Su, sıvı olarak bulunduğu her sıcaklıkta buharlaşır. Her sıcaklık için sabit
olan bir buhar basıncı vardır. Örneğin 0 oC’ta suyun buhar basıncı 4 mmHg,25
oC’ta 23.8 mmHg ve 100 oC’ta 760 mmHg’dir. Suyun buhar basıncı,su miktarına, su
yüzeyinin büyüklüğüne ya da kabın şekline bağlı değildir;sıcaklığa ve suyun saf
olup olmamasına bağlıdır.
6.14 ÖRNEK
Pistonlu bir kaptaki su üzerinde kısmi basıncı 200 mmHg olan oksijen gazı
toplanmıştır. Aynı sıcaklıkta gaz hacmi yarıya inecek şekilde piston aşağıya
doğru itiliyor. Verilen sıcaklıkta suyun buhar basıncının 40 mmHg olduğu ve
gazın suda çözünmediği varsayılıyor. Buna göre son toplam basınç kaç mmHg olur?
Çözüm
Gaz hacmi yarıya indiği için oksijen gazının kısmi basıncı iki katına çıkacak ve
400 mmHg olacak; ama suyun buhar basıncı aynı kalacaktır. Buna göre son toplam
basınç 440 mmHg olur.
6.15 ÖRNEK
Belli bir sıcaklıkta su üzerinde 1 g H2 (g) ve 4 g CH4 (g) toplanmıştır. PCH4
=100 mmHg’dir.
Aynı sıcaklıkta gaz ve su buharı bulunan hacim iki katına çıkacak şekilde piston
yukarı çekiliyor.
6.5 GAZ HACMİNİN SICAKLIĞA BAĞLILIĞI
Charles Yasası
Gazların hacminin sıcaklıkla değişimi, ilk olarak 1787'de Fransız fizikçi
Jacques Charles ("Jak Şarl") (1746-1823) tarafından açıklandı. Charles, miktarı
ve basıncı sabit tutulan bir gazın hacminin sıcaklıkla doğrusal olarak
değiştiğini buldu. Bu olaya ilişkin bazı tipik veriler 1.12 de gösterilmiştir.
Denel verilere ait doğru, sıcaklığın düşmesine uyarlanarak hacim azaltılırsa en
düşük sıcaklık noktası olarak -273.150C ye varılır. -2730C ye bağlı yeni bir
sıcaklık ölçeği geliştirilerek -273 oC = 0 K denildi. Bu yeni ölçeğe Kelvin
ölçeği, 2730C ye de mutlak sıfır sıcaklığı denir. Bu sıcaklık ölçeğine bağlı
olarak Charles yasası şöyle der:
Miktarı ve basıncı sabit tutulan bir gazın hacmi, mutlak sıcaklıkla doğru
orantılı olarak değişir.
Matematiksel olarak
V T ya da V = k T yazılabilir. n ve P sabitken
= bağıntısı türetilebilir.
Buna göre miktarı ve basıncı sabit tutulan bir gazın hacmi 100 K de 4L ise 200 K
de 8 L olur.
6.16 ÖRNEK
-73 oC de hacmi 6L olan bir ideal gazın sıcaklığı aynı basınçta 127 oC ye
çıkarılınca doğru orantılı olarak değişir.
V1 = 6 L V2 = ?
= ve = V2 = 12 L
6.17 ÖRNEK
Hacmi 100 L ve sıcaklığı 27 oC olan bir gazın hacmini sabit basınçta 200 L ye
çıkarmak için sıcaklık kaç o C olmalıdır?
Çözüm
Verilen bilgileri belirtelim:
V1 = 100L T1 = 27 + 273 = 300K
V1 = 200L T2 = ?
= bağıntısına göre,
= den T2 = 600K bulunur.
Santigrat dereceyi (oC) bulmamız isteniyor. 600 - 273 = 327 oC
6.6 KİNETİK TEORİ VE AVOGADRO HİPOTEZİ
Kinetik kuram,moleküllerin sürekli hareketine ve çarpışmaların esnek çarpışma
olmasına dayanır. Bu temeli güçlendiren çalışmayı,kimyaya molekül terimini
kazandıran Avogadro yapmıştır. Gaz miktarı ile gaz hacmi arasındaki ilişkiler,
Fransız bilimci Joseph Louis Gay-Lussac (1778 - 1850) ve İtalyan bilimci Amedeo
Avogadro (1776 - 1856) tarafından geliştirildi. Gay-Lussac, en önemli çalışması
olan sabit hacim oranları yasasını 1808'de açıkladı.
Aynı sıcaklık ve basınçtaki gazlar tepkimeye girerken basit,
tam sayılı hacim oranlarında birleşir.
Bu yasa, gazların ve daha genel olarak maddenin tanecikli yapıda olduğunu
gösteriyordu.Avogadro “hacim oranları” ilişkisinin “molekül sayısı oranları”na
bağlanabileceğini sezmişti.1.14 Şekile göre bir hacim azot gazı, aynı koşullarda
bir hacim oksijen gazı ile birleşiyor e iki hacim azot monoksit gazı
oluşturuyor. İki hacim hidrojen gazı, bir hacim oksijen gazı ile birleşip iki
hacim su buharı verir. Bu deney sonuçları, Dalton atom kuramının ortaya atıldığı
yıllarda elde edilmişti. Maddelerin atom içerdiği kesindi. Avogadro bir adım
ileri gitti molekül kavramını ortaya attı. Gazlardaki "eşit hacim" ilişkisinin
ancak "eşit molekül" ilişkisiyle olabileceğini kestirdi. Yani kinetik kuramı
gazlara uyguladı ve kuramdaki "tanecik modeli"nin "molekül modeli" olabileceğini
gösterdi.
Gay-Lussac'ın çalışmaları temelinde Avogadro, 1811'de ünlü öngörüsünü
(hipotezini) ortaya attı:
Aynı sıcaklık ve basınçta olan gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda molekül
vardır.
Ortaya atıldığı yıllarda deneysel destekten yoksun olduğu için ancak hipotez
olan bu gerçek, deneylerle doğrulandı ve yasa niteliğine kavuştu.
Avogadro yasası iki biçimde anlatılabilir:
1. Aynı sıcaklık ve basınçtaki gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda molekül
bulunur.
2. Farklı gazların aynı sıcaklık ve basınçtaki molekül sayıları eşitse hacimleri
de eşittir.
Gay-Lussac yasası ışığında suyun oluşumu
2 hacim hidrojen gazı + 1 hacim oksijen gazı « 2 hacim su buharı olarak
yazılabilir.
Avogadro yasası ışığında ise
2 molekül hidrojen + 1 molekül oksijen « 2 molekül su
2n molekül hidrojen + 1n molekül oksijen « 2n molekül su
2H2(g) + O2(g)
2H2O (g)
olarak yazılır.
Benzer şekilde hidrojen ve klor gazlarından hidrojen klorür gazının oluşumu
şöyle yazılabilir:
1 hacim hidrojen gazı + 1 hacim klor gazı « 2 hacim hidrojen klorür gazı
1 hidrojen molekülü + 1 klor molekülü « 2 hidrojen klorür molekülü
n hidrojen molekülü + n klor molekülü « 2n hidrojen klorür molekülü
H2(g) + Cl2(g) 2HCl (g)
6.15 ÖRNEK
100 g CH4(g) nin 100L geldiği sıcaklık ve basınçta 100 g SO2 (g) kaç L hacim
kaplar? ( CH4: 16 g/mol; SO2: 64 g/mol).
Çözüm
Aynı sıcaklıkta ve basınçtaki gazlarda hacim oranları, mol sayısı oranlarına
eşittir. (Avogadro yasası).
= = = = 25 L bulunur.
6.16 ÖRNEK
Sabit hacimli bir kapta, aynı sıcaklıkta 8.8 g CO2 (g) ile 9.2 g XO2(g) aynı
basıncı gösteriyor. X in atom kütlesi kaçtır?
(C: 12; O:16)
Çözüm
Gazların 4 öğesinden (P, V, n, T) üçü aynı olan iki gazda dördüncü öğe de
aynıdır. Bu örnekte iki gazda, V, T ve P eşittir; öyleyse gazların mol sayıları
(n) da eşittir.
CO2 nin mol sayısı = = 0.2 mol
XO2 nin molar kütlesini X + 32 olarak alırsak
0.2 mol XO2 = den X = 14 bulunur.
6.7 İDEAL GAZ DENKLEMİ
Bu eşitlik, üç gaz yasasının bileşiminden oluşur:
Boyle yasası: V 1/P (n ve T sabit)
Charles yasası: V T (n ve P sabit)
Avogadro yasası: V n (P ve T sabit)
V a¥ ya da ¥ = "sabit" bulunur. Bu orantı R sabitiyle yazılırsa PV = nRT sonucu
elde edilir. Bu eşitliğe, ideal gaz eşitliği, R sabitine de ideal gaz sabiti
denir. Gaz basıncı atmosfer, hacmi litre ve sıcaklık kelvin birimleriyle
alınırsa R değeri 0.082 atm L/mol K olur.
R = ¥ = ¥¥¥¥¥¥ = 0.082 ¥¥
6.17 ÖRNEK
2 mol ideal gazın 4.1 L lik bir kapta 1270C deki basıncı kaç atmosferdir?
Çözüm
Verileri özetleyelim:
n = 2 mol
V = 4.1 L
T = 1270C + 273 = 400 K
P = ?
Bunları ideal gaz denkleminde yerine koyalım:
P = ¥¥¥ = ¥¥¥¥¥¥ = 16 atm
6.18 ÖRNEK
Azot gazı (N2) nın normal koşullardaki yoğunluğu kaç g/L dir? (N:14)
Çözüm
Normal koşullarda (0 oC ve 1 atm de) ideal her gazın molar hacmi 22.4 litredir.
Azotg azı (N2 nın molar kütlesi 28 g/mol olduğuna göre:
NK deki yoğunluk = ¥¥¥¥¥¥ = 1.25 g/L bulunur.
6.19 ÖRNEK
8 g H2 (g) 5 atm basınç altında 227 oC de kaç L hacim kaplar (H:1)
Yanıt
32.8 L
6. BÖLÜM GAZLAR : Konu Denetleme Soruları
6.1 Gazlar, sıvılar ve katılara göre neden daha çok sıkıştırılabilir?
Açıklayınız.
6.2 Venüs'ün kütlesi Dünya'nın kütlesinin 0.82 katıdır; Venüs'teki atmosfer
basıncı Dünya'daki basıncın 90 katıdır. Ayrıca Venüs atmosferinin yüzey
sıcaklığı 700 K ve %96 sı CO2 dir. Buna göre Venüs yüzeyindeki basıncın daha
büyük olmasını nasıl açıklarsınız?
6.3 Aşağıdaki çevirmeleri yapınız.
(a) 380 mmHg, kaç atm dir?
(b) 2 atmosfer, kaç mmHg dir?
6.4 Cıvalı barometrede cıva yerine yoğunluğu 6.8 g/cm3 olan bir
sıvı kullanılsa 1 atm (76 cmHg) hava basıncına göre sıvı, kolonda kaç cm
yükselirdi?
6.5 Bir kaptaki gaz basıncını artırmak için üç yol öneriniz. Bu önermelerinizde
sabit tutulan koşulları belirtiniz.
6.6 Gazlar, hangi koşullarda "ideal" davranır?
6.7 Aşağıdaki yasalarda hangi değişkenler sabit tutulur?
(a) Boyle yasası
(b) Charles yasası
(c) Avogadro yasası
(d) Dalton'un kısmi basınçlar yasası
6.8
Şekildeki, (a) ve (b), açık uçlu manometrelerin herbirinde gaz basıncı kaç mmHg
dir? (Açık hava basıncı 750 mm Hg).
6.9 Aşağıdaki açıklamalardan hangisi yanlıştır?
(a) Hacmi ve sıcaklığı sabit tutulan bir gaz kabında gazın miktarıyla basıncı
doğru orantılı olarak değişir.
(b) Sabit hacimli bir gaz kabına aynı sıcaklıkta gaz eklenirse molekül başına
düşen ortalama kinetik enerji artar.
(c) Hacmi ve gaz miktarı sabit tutulan bir kapta basınç mutlak sıcaklıkla doğru
orantılı olarak değişir.
(d) Miktarı ve sıcaklığı sabit tutulan bir gazın değişen hacim ve değişen
basıncının çarpımı sabit kalır.
6.10 67.2 L lik kapta 00C ve 1 atmosfer basınçta kaç mol gaz vardır?
6.11 2 g H2 (g) ve 64 g O2 (g) 127 oC de 4L lik kapta bulunuyor. Toplam basıncı
ve H2 (g) nin kısmi basıncını hesaplayınız. (H:1, O:16)
6.12 Eşit kütlelerdeki H2 (g) ve CH4 (g) karışımının toplam basıncı 450 mm Hg
olduğuna göre, CH4 ün kısmi basıncı kaç mm Hg dir? (H:1; C: 12)
6.13
Aynı sıcaklıkta musluklar açıldığında gaz karışımının toplam basıncı kaç mmHg
olur? (Kılcal boruların hacimlerini önemsemiyoruz.)
6.14 0 oC ve 1 atm de aşağıdaki gazların yoğunluklarını g/L olarak hesaplayınız.
(H: 1; Ne: 20; O: 16; N: 14)
(a) H2 (b) Ne
(c) O2 (d) N2H4
6.15 Aynı koşullarda aşağıdaki moleküllerin bağıl hız oranlarını hesaplayınız.
(H: 1; O:16; S:32)
(a) H2 molekülleri O2 moleküllerine göre
(b) He atomları SO2 moleküllerine göre
6.16 250C de bazı moleküllerin hızları m/s olarak şöyledir?
Gaz Hız (m/s)
He 1360
O2 482
Xe 238
Hangi sıcaklıkta bu hızlar 2 katına çıkar?
6.17 Miktarı ve bulunduğu kabın hacmi sabit tutulan bir ideal gazın mutlak
sıcalığı iki katına çıkarıldığında:
I. Basıncı
II. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi
III. Moleküllerin ortalama hızı
niceliklerinden hangileri iki katına çıkar?
6.18 Bir gaz kabında aynı sıcaklıkta eşit mol sayısında Ne ve N2 gazlarının
karışımı bulunuyor. Bu kapta aşağıdakilerden hangileri aynıdır? (N: 14; Ne: 20)
(a) Ne ve N2 taneciklerinin kısmi basınçları
(b) Ne ve N2 taneciklerinin ortalama hızları
(c) Ne ve N2 taneciklerinin ortalama kinetik enerjileri
(d) Ne ve N2 taneciklerinin birim yüzeye birim zamandaki çarpma sayıları
6.19 Hacmi sabit tutulan bir kapta 10 g H2(g) bulunuyor.
I. Kaba 10 g H2(g) daha eklemek
II. Kaba 10 g CH4 (g) daha eklemek
III. Gazın sıcaklığını Kelvin cinsinden iki katına çıkarmak
işleminden hangileri birim zamanda birim yüzeye çarpma sayısını iki katına
çıkarır? (H: 1; C: 12)
6.20 Çelik bir gaz kabında toplam basınç 10 atm dir. Bu kapta eşit molekül
sayısında CH4(g) ve SO2(g) bulunuyor. Kaptaki bir musluk çok kısa bir süre
açılıp kapatılıyor.
Kalan karışımda CH4 (g) nin kısmi basıncı 1 atm olduğuna göre SO2(g) nin
basıncı kaç atm dir? (CH4: 16; SO2: 64)
6.21
Şekilde bir gazın hacmi ile bir değişkeni arasındaki ilişki verilmiştir. Bu
değişken aşağıdakilerden hangileri olabilir?
(a) P (n ve T sabit)
(b) 1/P (n ve T sabit)
(c) t oC (P ve n sabit)
(d) TK (p ve n sabit)
(e) n (P ve T sabit)
6.22
Aynı sıcaklıkta ve hacimde X, Y ve Z nin basınçları, büyükten küçüğe nasıl
sıralanır?
6.23
Aynı sıcaklıkta açık uçtan cıva eklenerek (a) dan (b) ye geçilmiştir. (b) de h
kaç mm Hg dir?
6.24
Aynı sıcaklıkta piston yukarı çekilerek 1. şekil, 2. şekile dönüşüyor. Bu sırada
(a) sıvı su miktarı, (b) buhar fazında N2(g) nin kısmi basıncı, (c) buhar
fazında suyun buhar basıncı nasıl değişir?
6.25 Yalnızca karbon ve hidrojen elementlerinden oluşan bir bileşiğin
(hidrokarbonun) 20 L sini yakmak için 100 L oksijen gazı gerekiyor. Bu sırada 60
L karbon dioksit gazı oluşuyor. Hidrokarbonun formülü nasıldır?
6.26 İki ayrı kapta bulunan iki farklı gazda molekül sayılarının eşit olabilmesi
için, kap hacmi, kütle, sıcaklık, basınç niceliklerinden hangileri eşit
olmalıdır?
Şekillerdeki kaplar aynı sıcaklık ve basınçta olduğuna göre ikinci kapta kaç g
SO3 (g) vardır? (S: 32; N: 14; O: 16)
6.28 6 g C2H6 (g) alan sabit hacimli bir gaz kabı, aynı sıcaklık ve basınçta 8.8
g X2O (g) alabiliyor. X in atom kütlesi kaçtır? (C: 12; H: 1; O: 16)
6.29 50 g CH4 (g) nin 50 L geldiği sıcaklık ve basınçta 50 g SO2(g) kaç L
gelir? (C: 12; H: 1; S: 32; O: 16)
6.30 C3H8 (g) ve CO2(g) gazları için aşağıdakilerden hangisi aynıdır? (C: 12;
H: 1; O: 16)
(a) Molekül kütleleri
(b) Erime ve kaynama noktaları
(c) Aynı sıcaklıkta moleküllerin ortalama hızları
(d) Aynı sıcaklıkta moleküllerin ortalama kinetik enerjileri
6.31Şekildeki borunun bir ucundan X (g) diğer ucundan Y (g) aynı anda gönderiliyor.
Aşağıdaki tabloyu tamamlayınız. (H: 1; He: 4; C: 12; O: 16; S: 32; Br: 80)
X(g) Y(g) Buluşma çizgisi
H2 O2 ………..
CH4 SO2 ………..
H2 C15H12 ………..
He HBr ………..
6.32 Aynı koşullarda 1 L CH4 (g) küçük bir delikten 10 saniyede yayılırken, 1 L
X (g) aynı delikten 40 saniyede yayılıyor. X in molekül kütlesi kaçtır? (C: 12;
H: 1)
6.33 Bir kapta eşit molekül sayısında He (g), CH4 (g) ve SO2(g) bulunuyor.
Kabın toplam basıncı 15 atm dir. Kaptaki bir musluk kısa bir süre açılıp
kapatılıyor. Kapta kalan He (g) nın basıncı 1 atm olduğuna göre, kalan C H4 (g)
ve SO2(g) nin kısmi basıncı kaçar atm dir?
6.34 Normal koşullar (NK) daki yoğunluğu 1.2 g/L olan X gazının yayılma hızı,
aynı sıcaklıktaki Y gazının 2 katıdır. Y gazının molekül kütlesi kaçtır?
6.35 10 g hidrojen gazı,
(a) 0 oC ve 760 mmHg’de kaç L hacim kaplar?
(b) 27 oC ve 3 L hacimli kapta kaç atm basınç yapar?
(c) 5L hacimli kapta 8.2 atm basınçta iken sıcaklığı kaç oC’tır? (H:1)