Gazlar

Gazlar neye benzer? Gazlar birbirinden olduka uzakta bulunan ve rastgele hareket eden paracklardan olumulardr. Gazlar bulunduklar her ortam kaplarlar.ses flow readily and occupy the entire volume of their container. Buhar ise oda scaklnda sv halde bulunan maddelerin gaz halidir. (r: su buhar, metanol buhar ancak oksijen gaz ve hidrojen gaz gibi). Birok dk arlkl molekler bileikler ya kolay buharlaan svlardr veya gaz halindedirler.

Kinetik-Molekler Teori Mikroskopik lekte gazlarn davranlarn aklamakta yardmc Molekller rastgele ve ok hzl hareket etmektedirler. Gazlarn uzayda 3 boyutlu hareketine telenme hareketi denir. Basn: gazlarn bulunduklar kabn cidarlarna arpmasdr. Temperatr: gaz molekllerinin ortalama hz ile orantldr.

Gaz Basnc

Basn birim alana uygulanan kuvvetttir.SI birim siteminde, kuvvet newton (N)dur. 1 N 1 kg ktleyi 1m/s2 ivmelendirmek iin gerekl kuvvet olarak anmlanr. 1 N = 1 kg m s-2

SI birim sisteminde, Alan metre karedir (m2). SI birim sisteminde basn birimi paskal (Pa) dr. Paskaln birimi

N / m2

dir.

Gaz Basnc Paskal yerine genelde Kilopaskal (kPa) kullanlr. Atmosfer ve mmHg (Torr) da kullanlan birimlardir. Uygun katsaylar yarmyla bir birim dierine rahatlkla evrilebilir.

Gaz Basnc Gaz Basnc

Kuvvet (N) P (Pa) = Alan (m2) Sv Basnc

P = g h dg = yerekimi ivmesi h = kolon ykseklii d = svnn younluu

Basn Birimleri

Barometreler Atmosfer basncn lmek iin kullanlrlar. 1 (atm), 760 mm yksekliindki cva kolonunun sarf ettii basnt. 1 mmHg ise Torr olarak adlandrlr. 1 atm = 760 mmHg = 760 Torr = 101.325 kPa

rnek:

Atmosfer basnc 100.2 kPa llmtr. Ka atmosfer ve tor oduunu bulunuz.

1 atm = 760 Torr = 101.325 kPa.

Manometreler Gaz rneindeki basn lm iin Manometreler kullanlr. Manometrenin iki kolu arasndaki ykseklik fark llrek basn llr.

Kapal Ulu Manometreler.Basn burada 0 dr Eer sv cva ise h Pgas = h mmHg ya eit olur. Dier svlar iinse basn u formlle hesaplanr:

P=g.d.h

Ak Ulu ManometrelerGaz basnc d basntan daha byktr. Gaz basnc d basntan daha kktr.

rnek:760 mm ykseklikteki cva kolununun yapt basnca denk basnc verebilecek su kolonunun yksekliini hesaplaynz. (dsu = 1.00 g/cm3 dcva = 13.6 g/cm3).

zm

Boyle Kanunu: Basn-Hacim likisi Sabit scaklkta belli bir miktar gazn acmi basncyla ters orantl olarak deiir. ( V = 1 / P ) veya Sabit scaklkta belli bir miktar gazn hacmi ile basnc arpm bir sabit verir.

P V = sabit

veya

P1V1 = P2V2

Boyle kanununun grafik gsterimi

rnek:Helyum balonunun 748 Torr asntaki hacmi 4.50 L dir. Bu balonun 2500 m ykseklikteki (bu ykeklikteki basn 557 Torr dur) hacmi ne olur?

zm:

Pinitial x Vinitial = Pfinal x Vfinal

Tahmin Edelim:Bir silindir iinde 2.00 L hacimde ve 398 Torr basnta gaz vardr. Piston itilerek gaz basnc 5.15 atm yaplyor. Gazn son hacmi ne olur? 0.20 L 0.40 L 1.00 L 16.0 L

Charles Kanunu: Scaklk-Hacim likisi Sabit basnta belli bir miktar gazn hacmi Kelvin cinsinden scaklyla doru orantldr ( V ~ T) Mutlak sfr gaz hacminin scakla bal izilen grafiinin 0a ekstrapolasyonu ile elde edilen bir deerdir. Mutlak 0 (Kelvin cinsinden) = 273.15 C

V = k T (sabit P ve ktle iin) V T, ve V/T =sabit, kye Charles sabiti denir.

(V1 , T1) den (V2 , T2) y geite

V1 / T1 = V2 / T2Yazlabilir. Scaklk olarak muhakkak kelvin kullanlmaldr.

Charles kanununu grafiksel gsterimiSabit basnta scaklk azaltldnda

Mmkn olan en dk hacim (0) bize en dk scakl vermektedir (0 K).

K hacimde azal

Example 5.627 daki bir balonun hacmi 2.00 L dir. Eer scaklk 23 ye C C indirildiinde hacim ne olur? (Basncn sabit olduunu kabul edin.)

zm:

Tahmin Edelim. 120 da azot gaz rnei 1 atm basnta 2.50 L hacim Ckaplamaktadr. Gaz rnei yine aadaki scaklklarn hangisine getirilirse basnc deimeden hacmi iki katna kar? 240 C 60 C 12 C 30 C

Gay-Lussac Kanunu Sabit hacimde belirli bir miktardaki ideal gazn basnc, kelvin birimiyle belirtilmi scaklyla doru orantl deiir. P/T=k P1/T1=P2/T2

rnekYandaki ekilde cam kaplar O2(g) iermektedir, Soldaki STP dedir. Sadaki ise 100 dir. C 100 deki cam kapta basn nedir? C

zm:

Avogadro kanunu Avogadro 1811 Eit hacimdeki gazlar eit sayda molekl ierir. Gaz moleklleri reaksiyona girdiinde paralanp bozunabilir.

Avogadro kanunu: Mol-Hacim ilikisi Sabit basn ve scaklkta, gaz hacmi gazn mol saysyla veya gazdaki molekl saysyla doru orantldr. V n V=cn V/n=c (c = constant)

Gazn mola hacmi 1 mol gaz tarafndan igal edilen hacimdir. STP, 1 mol ideal gazn hacmi 22.4 litredir.

STP standart temperatr 0oC = 273.15 K ve standart basn, 1 atm = 760 mm Hg ,P = 1 atm = 760 mm Hg T = 0C = 273.15 K

rnek 4.11 kg metan gaznn, standart temperatr ve basntaki hacmini hesaplaynz.

zm:

Gaz yasalarnn birletirilmesi: deal gaz denklemi ve Genel gaz denklemi Boyle kanunu V Charles kanunu V Avogadro kanunu V1/P T n

V

nT P

PV / nT = RP1V1 P2V2 = n1T1 n2T2

PV = nRT

deal Gaz YasasR = 0.08206 (Latm)/(molK) ideal gaz sabiti

PV

= constant = RnT

R = 0.08206 (Latm)/(molK) ideal gaz sabiti

PV=nRTolarak kullanldnda.

ideal gaz yasasR = 0.082057

P atm (1), V L (22.4), n mol (1), T kelvin (273) Eer yukardaki deikenlerin birimi deiirse kullanlan R deeri de muhakkak deitirilmelidir.

Gaz SabitiPV = nRTPV R= nT = 0.08205 L atm mol-1 K-1 = 8.3145 J mol-1 K-1R= gaz sabiti

Gaz Sabiti

rnek: 303 K de 15.0 L hacmindeki kapal kap ierisinde bulunan 0.508 mol O2 nin basnc ka atm dir? zm

R = 0.0821 L atm mol1 K1

rnek 16.0 g etan gaznn 720 Torr basnta ve 18 oC daki hacmi nedir? zm:

V = nRT / P = 0.532 mol x 0.082 L . atm / mol . K x 291 K / 0.947 atm = 13.4 L

deal Gaz Denkleminin Uygulamalar: Molekl Ktlesinin BulunmasM = mol ktlesi ve m (gram) M = n (mol) m = gram cinsinden ktle m bundan dolay n = M PV n = RT deal gaz denklemini yeniden dzenlersek Ve buradan Mol ktlesini ekersek mRT M = PV PV = M RTm

rnek:Eer 0.550 g gaz 0.968 atm basnta ve 298 K de 0.200 L hacim igal

ederse bu gazn molekler ktlesi nedir? zm:

mRT M = PVM = mRT / P V = 0.550 g x 0.082 L . atm / mol . K x 289 K

/ 0.968 atm x= 67.3 g / mol

0.200 L

Gazn mol ktlesi 67.3 g/mol dr ve molekler ktleside 67.3 u dur.

rnek100 ta ve 755 Torr basnta 185 mL buhar reten 0.523 g svnn C molekler ktlesini hesaplaynz. zm

Mol ktlesi 87.1 g/mol ve molekler ktle 87.1 u.

deal Gaz Denkleminin Uygulamalar: Gaz Younluklar Gazlar svlara ve katlara gre daha az youndurlar bu nedenle gaz younluklar genellikle g/L cinsinden verilir.

mRT M = PV

m = V

MP RT

m MP d= idi bu sebeple d = V RT

Example 5.14 Metan gaznn 25 ve 0.978 atm deki younluunu C hesaplaynz zm

rnek 25 ta hangi basn altnda O2 (g) nn younluu 1.50 g/L C olur? zm: