Mühendislik Mimarlık Fakültesi Gıda Mühendisliği BölümüProf. Dr. Farhan ALFİN
FizikokimyaGazlar
GİRİŞ
GAZ YASALARI
İDEAL GAZ DENKLEMİ
GAZ KARŞILMLARI
GAZ İÇEREN TEPKİMELERDE STOKİYOMETRİ
GAZLARIN KİNETİK KURAMI
İDEAL OLMAYAN GAZLARIN DAVRANIŞI
Gazlar
Maddeler katı, sıvı veya gaz hallerinde bulunurlar.
Gazlar bulundukları kabı doldurabilen ve
sıkıştırıldıklarında hacmi büyük miktarda küçülebilen
yani bastırılabilen veya sıkıştırılabilen akışkan
maddelerdir.
Giriş
Suyun katı hâlinin (buz) tanecikleri arasındaki
mesafe, sıvı hâlin tanecikleri arasındaki mesafeden
daha fazladır
Giriş
Örneğin 1 atm. ve 25 oC de sıvı haldeyken 1 molü
17.946 cm3 kaplayan su, aynı şartlarda gaz
haldeyken yaklaşık olarak 24000 cm3 hacim kaplar.
Suyun bu her iki fazında moleküllerin tamamen
homojen olarak davrandığını düşünürsek gaz fazdaki
yoğunluk sıvı fazdakine göre 1300 kat daha
düşüktür.
Giriş
Gazlar, katı ve sıvılardan farklı olarak, kimyasal
yapıları ne olursa olsun benzer fiziksel davranışlar
gösterirler.
CO ve CO2’in kimyasal özellikleri birbirinden çok
farklı iken, fiziksel özellikleri birbirine benzerlik
gösterir.
Giriş
Sıvı katılardan farklı olarak,
Bulundukları kabın hacmını kaplarlar.
Sıkıştırılabilirler.
Yoğunlukları çok çok azdır.
Sıvılaşabilirler. Gazların sıvılaşabildiği sıcaklığa kritik
sıcaklık, sıvılaşabildiği basınca kritik basınç denir.
Belirli şekil ve hacmi yoktur.
Birbirleriyle her oranda karışabilirler
Gazların özellikleri
Gazların fiziksel davranışını dört özellik belirler:
mol sayıları,
hacimleri,
sıcaklıkları ve
basınçları.
Bunlardan herhangi üçü bilindiği takdirde, hal denklemi
olarak bilinen matematiksel bir denklem kullanarak,
kalanın değerini genellikle hesaplayabiliriz
Gazların özellikleri
Gaz basıncı, gaz taneciklerin kabın çeperlerine
yaptıkları çarpmalardan ileri gelir.
Gazlar bulundukları kabın her yerine homojen olarak
dağıldığı için kabın tüm yüzeylerine uygulanan basınç
aynıdır.
Basınç kavramı
Gazların Basıncı
Gaz Basıncı
Sıvı Basıncı
P (Pa) =
A (m2)F (N)
P = ρ · g · hg: Yerçekimi ivmesi
h: Yükseklik
ρ : Yoğunluk
P: Basınç
F: Kuvvet
A: Alan
𝑃=𝐹𝐴=
𝑊𝐴 =
𝑚𝑔𝐴 =
𝜌 h 𝐴𝑔𝐴 =𝜌 h𝑔
Barometre Basıncı
Atmosfer basıncı
Atmosfer basıncı
Atmosfer basıncı
Atmosfer basıncı
Dünyanın atmosferi tarafından
uygulanan basınçtır.
Deniz seviyesinde atmosfer
tabakasının, bir birim alana uyguladığı
kuvvet aynı koşullarda 760 mm
yüksekliğindeki bir cıva sütununun aynı
birim alana uyguladığı kuvvete eşittir.
Atmosfer basıncı
Cıva yoğunluğu
ρ = 13,5951 g / cm3 = 1,35951 X 104 kg / m3
g = 9,80665 m/s2 olduğunda,
tam olarak 760 mm yüksekliğindeki bir kolonda
bulunan cıvanın uyguladığı basıncı
P = (9,80665 m/s2)(0,760 m)(1,35951 X 104 kg m-3) =
=1,01325 105 kg m-1 S-2
Atmosfer basıncı
1 atm = 760 Torr ≈ 760 mmHg
=1,01325 105 (Pa) =101,325 kPa
Atmosfer basıncı
Ödev76,0 cm (760 mm) yükseklikte cıva sütununun basıncına eşdeğer basıncı oluşturabilecek su sütununun yüksekliği ne olmalıdır?Cıva yoğunluğu = 13,6 g/cm3
Su yoğunluğu = 1 g/cm3
Bir kaptaki gazların basıncını ölçmek için
manometreler kullanılır.
Manometreler
Pgaz=Pbar.
(a) Gaz basıncı barometre basıncına eşit.
Pgaz=Pbar. +∆P∆P= g x h x ρ > 0
(b) Gaz basıncı barometre basıncından büyük.
Pgaz=Pbar. -∆P∆P= - g x h x ρ < 0
(c) Gaz basıncı barometre basıncından küçük.
Manometreler
Açık uçlu bir manometre ile basıncı ölçülmek istenen
bir gaz için, manometrenin açık uç kısmındaki
borudaki su seviyesi gaz balonuna bağlı kısmındaki
borudaki su seviyesinden 16,3 cm daha yüksektir.
Atmosferik basınç 755 mmHg olduğuna göre bu gazın
basıncını bulunuz (Suyun yoğunluğu 1,0 g/cm3 veya
1000 kg/m3 tür).
Örnek
Örnek
Daha önce şekil (c) deki manometre sıvı cıva (d = 13,6
g / cm3) ile doldurulduğunda barometre basıncı 748,2
mm Hg ve cıva seviyeleri farkı 8,6 mm Hg dır.
Gaz basıncı Pgaz ne kadardır?
Ödev
Basınç Birimleri
Örnek
Bir gazın fiziksel koşulları veya durumu, üçü bağımsız
dört değişkene bağlıdır.
Bunlar sıcaklık (T), basınç (P), hacim (V) ve gaz
miktarıdır (mol).
Sıcaklık, basınç, hacim ve gaz miktarı arasındaki
ilişkileri ifade eden eşitlikler gaz yasaları olarak
bilinir.
GAZ YASALARI
Bu gaz yasaları için değişkenlerden ikisi sabit tutulup
diğer ikisi arasındaki ilişki belirlenmiş ve bunlar
eşitlikler halinde ifade edilmiştir.
GAZ YASALARI
Bir balonu sıkıştırdığımız zaman hacminin küçülür
ve aşırı zorlamalarda da patlar hepimiz biliriz.
İçinde gaz örneği bulunan hareketli pistonu hacmi
azaltmak üzere aşağı doğru ittiğinizde ne olur?
Pistonu iterken bir dirençle karşılaşırsınız.
Çünkü silindir içindeki gazın basıncı artacaktır.
Basınç-Hacim İlişkisi (P-V): Boyle Yasası
1660 ların başlarında Robert Boyle bir miktar
havanın hacmi üzerine basıncın etkisini araştırdı.
Basınç-Hacim İlişkisi (P-V): Boyle Yasası
Boyle yasasına göre, sabit sıcaklıkta belli bir
miktar gazın hacmi, basıncıyla ters orantılıdır
ya da PV = a (sabit)
Orantı katsayısının gazın cinsine de bağımlı
olduğunu
Yüksek basınç ve düşük sıcaklık değerlerinde Boyle
kanunundan sapmalar meydana gelir.
Basınç-Hacim İlişkisi (P-V): Boyle Yasası
50,0 L lik bir silindir 21,5 atm de azot gazi
içermektedir. Silindirin içeriği hacmi bilinmeyen boş
bir tanka boşaltılır. Eğer tanktaki son basınç 1,55
atm ise, bu durumda tankın hacmi ne kadardır?
Örnek
Örnek
1787 yılında İngiliz bilim insanı Jacques Charles daha
sonra Fransız bilim adamı J. L. Gay-Lussac 1808 de.
Yapılan deneylerde gazın hacminin sıcaklığın 1 oC
değişmesiyle yaklaşık olarak 1/273 de kadar
değişime uğradığı görülmüştür.
Sıcaklık-Hacim ilişkisi (T-V): Charles Yasası
Sabit basınçtaki belli bir miktar gazın ısıtıldıkça
hacminin arttığını ve soğudukça hacminin
azaldığını göstermiştir.
Eğer gazın 0 °C deki hacmi V0, ve t sıcaklığındaki
hacmini Vt ile gösterirsek
Sıcaklık-Hacim ilişkisi (T-V): Charles Yasası
Sıcaklık-Hacim ilişkisi (T-V): Charles Yasası
Gerçekte böyle bir değere ulaşmak mümkün
olmamalıdır.
Çünkü hacmin sıfır olması demek maddenin
bulunmaması anlamını taşır.
Bu sıcaklık mutlak sıfır olarak bilinir (Kelvin).
T (k)= 273.15 + t (°C)
Sıcaklık-Hacim ilişkisi (T-V): Charles Yasası
Charles yasası şu şekilde ifade edilebilir:
ya da
Sıcaklık-Hacim ilişkisi (T-V): Charles Yasası
Belli miktardaki bir gazın hacmi sabit basınç altında
mutlak sıcaklıkla doğru orantılı değişir.
25 °C de bir gaz örneğinin hacmi 34,6 cm3 tür. Gazın
miktarının ve basıncının sabit kalması koşuluyla
örneğin hacmini 51,9 cm3 e çıkarabilmek için sıcaklık
ne olmalıdır?
Örnek
Sıcaklığı 24 °C de sabit tutulan bir odada, bir balon
hava ile 2,50 L ye şişiriliyor. Sonra, çok soğuk bir kış
gününde dışarıya çıkarılıyor. Dışarıdaki sıcaklık -25 °C
ise, balonun hacmi ne olacaktır? Balon içinde ve
dışında basınçların sabit kaldığını varsayınız.
Ödev
Bir gazın sıcaklığı 100 K den 200 K e çıkarılırsa, gaz
hacmi ikiye katlanır.
Bir gazın sıcaklığı 100 °C den 200 °C ye çıkarılırsa gaz
hacmi yine ikiye katlanır mı?
Açıklayınız.
Ödev
Gazların sıcaklık ve basınç arasındaki ilişki ilk defa
Fransız bilim insanı Joseph Gay Lussac tarafından
incelenmiştir.
ya da
Sıcaklık-Basınç İlişkisi (T-P): Gay-Lussac Yasası
Sabit hacimdeki, belli bir miktar gazın
basıncı, mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır
T1 < T2
Gaz özelliklerinin sıcaklık ve basınca bağlıdır.
Bu nedenle gazlar için iki koşul belirlenmiştir.
Normal koşullar (NK) P = 1 atm = 760 mm Hg T = 0 °C = 273,15 K
Standart koşullar (STP) P = 1 atm = 760 mm Hg T = 25 °C = 298,15 K
STP (Standart Sıcaklık ve Basınç)
Avogadro, sabit sıcaklık ve basınçta gazların eşit
hacimlerinin eşit sayıda molekül içerir hipotezini ileri
sürmüştür.
Bu hipotezi Avogadro yasası takip etmiştir.
Hacim-Miktar İlişkisi (n-V): Avogadro Yasası
Avogadro yasası; sabit basınç ve sıcaklıkta gaz
hacminin madde miktarı ile doğru orantılı
olduğunu söyler.
Gaz miktarı yarıya düşerse gaz hacmi de yarıya
düşer; gaz miktarı iki katına çıkarsa hacim de iki
katına çıkar.
Hacim-Miktar İlişkisi (n-V): Avogadro Yasası
ya da
(NK) yerine standart sıcaklık ve basınçta ifadesi de
kullanılır.
1 mol gaz (6,02x1023 molekül) = 22.414 L
(NŞA, 0 °C ve 1 atm basıçta)
Hacim-Miktar İlişkisi (n-V): Avogadro Yasası
Basit gaz yasalarının üçü hacim değişikliklerine, diğer iki
etkenin sabit kaldığı durumda, bir değişkenin etkisini
anlatır.
Boyle yasası, V 1/P (sabit T ve n)∝ Charles yasası, V T (sabit P ve n)∝ Avogadro yasası, V n (sabit P ve T)∝
Gaz Yasalarının Birleştirilmesi:İdeal Gaz Denklemi
Bu üç yasayı; hacim, basınç, sıcaklık ve gaz miktarı gibi
dört değişkeni içeren tek bir denklemde (ideal gaz
denklemi) birleştirebiliriz.
İdeal gaz denklemine uyan gaza ideal gaz denir.
Burada V, ideal gazın hacmi (L); P, ideal gazın basıncı
(atm); n, ideal gazın mol sayısı ve R ideal gaz sabitidir.
Gaz Yasalarının Birleştirilmesi:İdeal Gaz Denklemi
veya
Gaz sabiti R’nin değeri bir gazın standart molar
hacminden hesaplanabilir.
1 mol gaz 0 °C (273,15 °K) ve 1 atm basınçta 22,4 L
hacim kapladığından, R gaz sabitinin değeri SI birim
sisteminde 0,082 (L . atm)/(K . mol)
Gaz Yasalarının Birleştirilmesi:İdeal Gaz Denklemi
𝑅=𝑃𝑉𝑛𝑇 =
1 (𝑎𝑡𝑚 )22 , 4(𝐿)1 (𝑚𝑜𝑙 )273 ,15 (𝐾 )
=0 , 082 L. atmmol . K
R = 0,082057 L atm mol-1 K-1
= 8,3145 m3 Pa mol-1 K-1
= 8,3145 J mol-1 K-1
= 62,364 L Torr mol-1 K-1
Gaz Sabiti
Bu denklem genellikle bir veya iki gaz özelliği sabit
olduğu koşullarda uygulanılır ve denklem bu sabitler
yok edilerek basitleştirilir.
Genel Gaz Eşitliği (Denklemi)
Eğer iki gazın ya da tek bir gazın iki halinin (başlangıç
ve son) kıyaslanması gerekiyorsa, sabit terim (n, P, V,
T) götürüldükten sonra Genel Gaz Denklemi
kullanılmalıdır. Diğer durumlarda İdeal Gaz Denklemi
kullanılmalıdır.
Genel Gaz Eşitliği (Denklemi)
VerilenBilgileri bir araya getiriniz.
Çevirme faktörlerini kullanarak verileri doğru birimlere çeviriniz. Örneğin, g ı mol e çeviriniz, R için atm mol-1K-1 birimini kullanınız.
Belirlenecek olan değişkenleri tanımlayınız.
İdeal Gaz Denkleminiİstenen değişkenleri çözmek için yeniden düzenleyiniz. Olası dört
yazılış, , ,
Birimleri hesaplama boyunca taşıyınız
Bu hesaplamalarınız kontrolünü sağlar.
45 C ve 745 mm Hg basınçta 13,7 g Cl2(g)’nin kapladığı
hacim ne kadardır?
1 atm = 760 mmHg; R = 0,08206 L atm /(mol K); Cl:35,5
Çözüm
Örnek
Örnek
350 mL’lik bir kap içerisinde ve 175 C’deki 1,00 x 1020
molekül N2’nin oluşturduğu basınç ne kadardır?
1 mol gaz (6,02x1023 molekül)
Ödev
Mol Kütlesi Tayini
PV = nRT ve n = mM
PV = mM RT
M = mPVRT
Polipropilen endüstri için önemli bir kimyasaldır.
Organik sentezlerde ve plastik üretiminde kullanılır.
Cam bir kabın ağırlığı boş, temiz ve havasız iken
40,1305 g, su ile doldurulduğu zaman 138,2410 g (25°C
deki suyun yoğunluğu = 0,9970 g/cm3) ve polipropilen
gazı ile doldurulduğu zaman 740,3 mm Hg basınç ve
24,0°C de 40,2959 g gelmektedir. Polipropilenin mol
kütlesi nedir?
Örnek
İlk amaç cam tüpün ve dolayısıyla gazın hacmini belirlemektir.
Suyun hacmi (tüpün hacmi) Vtüp:
Vtüp = (138,2410 g – 40,1305 g) = 98,41 cm3 = 0,09841 L
Gaz kütlesi ve diğer değişkenler mgaz:
mgaz = mdolu - mboş = (40,2959 g – 40,1305 g) = 0,1654 g
Sıcaklık = 24,0 oC + 273,15 = 297,2 K
Örnek - Çözüm:
Basınç = 740,3 mmHg x 1 atm / 760 mmHg = 0,9741
atm
Gaz Denklemi:
Örnek - Çözüm:
PV = nRT PV = mM RT M = m
PVRT
M = (0,9741 atm)(0,09841 L)
(0,1654 g)(0,08206 L atm mol-1 K-1)(297,2 K)
M = 42,08 g/mol
Katı ve sıvı yoğunlukları ile gaz yoğunluğu arasında önemli
iki fark vardır.
1- Gaz yoğunlukları önemli ölçüde basınç ve sıcaklığa
bağlıdır; basınç arttıkça artar ve sıcaklık arttıkça azalır. Sıvı
ve katıların yoğunlukları da sıcaklığa bağlı olmakla birlikte
basınca çok az bağlıdır
2- Bir gazın yoğunluğu onun mol kütlesi ile orantılıdır. Sıvı
ve katıların yoğunlukları ile mol kütleleri arasında hiçbir
ilişki yoktur.
Gazların Yoğunlukları
Gazların Yoğunlukları
PV = mM RT MP
RTVm = d =
PV = nRT ve d = mV , n = m
M
Oksijen gazının (O2 mol kütlesi 32,0 g/mol) 298 K ve
0,987 atm deki yoğunluğu nedir?
Ödev
• Basit gaz yasaları ve ideal gaz denklemi tek tek gazlara
uygulandığı gibi, etkileşmeyen gaz karışımlarına da
uygulanabilir.
• En basit yaklaşım, gaz karışımlarının toplam mol sayısını
kullanmaktır (nt) ntoplam. Burada n mol sayısıdır.
ntop= na + nb + nc + …
Gaz Karışımları
Ptop= Pa + Pb + Pc + … Kısmi Basınç
Bir gaz karışımında, gazlardan birinin, diğerlerinden
etkilenmeyen basıncıdır. Karışımdaki her bir gaz kabı
doldurur ve kendi kısmi basıncına sahiptir.
Gaz Karışımları
Ptop= Pa + Pb + Pc + …Gaz Karışımları
İdeal gazların karışımı tarafından uygulanan
toplam basınç, bu gazların kısmi basınçlarının
toplamına eşittir.
mol kesri , , , ,
Her bir gazın kısmi basıncı, o gaz karışımındaki mol kesri ile toplam basıncının çarpımına eşittir.
Gaz Karışımları
Örnek
1,0 g H2 ve 5,00 g He karışımı 20 0C de 5 L lik bir
kaba koyulduğunda karışımın uyguladığı basınç
nedir?
• 1,0 g H2 ve 5,00 g He karışımı 20 0C de 5 L lik bir kaba
koyulduğunda H2 ve He nin kısmi basınçları nedir?
Örnek
Örnek
Gazların tepken ya da ürün olarak yer aldığı
tepkimeler bizlere yabancı değildir. Stokiyometrik
faktörlerin gaz miktarlarıyla olan ilişkisi diğer girenler
veya ürünlerinki ile aynıdır.
İdeal gaz eşitliği gazların kütle, mol sayısı, hacim,
sıcaklık ve basınç hesaplamalarında kullanılır.
Birleşen hacimler yasası, gaz yasası kullanılarak
geliştirilebilir.
Kimyasal Tepkimelerde Gazlar
Tepken ve ürünlerin yada bunların bazılarının gaz
olduğu tepkimelerde stokiyometrik hesaplamalar
oldukça basittir.
2NO(g) + O2 (g) 2NO2 (g)
2 mol NO + 1 mol O2 (g) 2 mol NO2(g)
Birleşen Hacimler Kanunu
T ve P nin sabit olduğunu varsayınız, bu durumda bir
mol gaz belli 1V hacmini, 2 mol gaz 2V hacmini ve 3
mol gaz 3V hacmini kaplayacaktır
2NO(g) + O2 (g) 2NO2 (g)
2 L NO(g) + 1 L O2 (g) 2 L NO2(g)
Birleşen Hacimler Kanunu
Yüksek sıcaklıkta sodyum azid, NaN3,
bozunarak azot gazı N2(g) oluşturur. Gerekli
reaksiyon başlatıcı araçların kullanılması ve
oluşan sodyum metalinin tutulmasıyla bu
reaksiyon sistemleri hava yastıklarında
kullanılır. 70,0 g NaN3 in bozunmasıyla 735
mm Hg basınç ve 26°C sıcaklıkta ne kadar
hacimde N2(g), elde edilir.
Örnek
2 NaN3(k) → 2 Na(s) + 3 N2(g)
Örnek
= 41,1 L
PnRT
V = =(735 mm Hg)
(1,62 mol)(0,08206 L atm mol-1 K-1)(299 K)
760 mm Hg1.00 atm
N2 ’nin hacmini hesaplayın
N2’nin molünü hesaplayın:
nN2 = 70 g N3 x 1 mol NaN3
65,01 g N3/mol N3
x 3 mol N2
2 mol NaN3
= 1,62 mol N2
KABARTMA TOZU
Hamur içinde CO2 gazı üreterek küçük gaz kabarcıkları
oluşturarak ekmeği yumuşak ve kolay yenebilir yapmak için
kullanılır. Esas içeriği sodyum bikarbonat ile asit etkisi yapan
sodyum alüminyum sülfat ve kalsiyum sekonder fosfattan
ibarettir.
H+ + HCO3- H2O + CO2
3Ca(H2PO4)2 + 4 NaHCO3 Ca3(PO4)2 + 4NaH2PO4 + 4CO2 + 4H2O
Örnek
Pandispanya (sünger kek) yarıçapı ve
yüksekliği cm olarak ölçülün.
Kek hacmi cm3 olarak nedir?
Kekin tümü gaz varsayalım, kaç mol gaz
mevcut olur? Bu gaz miktarını üretmek için
sodyum hidrojen karbonat ve kalsiyum
sekonder fosfattan ne kadar gerekli olacaktır?
Ödev
Gazların kinetik kuramı için 5 varsayım yapılmıştır.
1. Gazlar sabit hızla, gelişi güzel ve doğrusal harekete sahip, çok çok küçük, çok sayıda taneciklerin (moleküller ya da bazı durumlarda atomlar) bir araya gelmesiyle oluşmuşlardır.
Gazların Kinetik-Molekül Kuramı
2. Gaz molekülleri birbirinden çok uzaktadırlar. Yani gaz hemen hemen tümüyle bir boşluk olarak düşünülebilir, moleküller sanki kütlesi olan, ama hacmi olmayan tanecikler olarak kabul edilir. Bu taneciklere nokta kütleler adı verilir.
Gazların Kinetik-Molekül Kuramı
3. Moleküller birbirleri ile ve bulundukları kabın
çeperleri ile çarpışırlar. Ancak bu çarpışmalar çok
hızlıdır ve moleküller arası çarpışmalar çok azdır.
4. Moleküller arasında, çarpışma sırasında oluşan
zayıf kuvvetler dışında, hiçbir kuvvet olmadığı
kabul edilir. Yani, bir molekül diğerlerinden
bağımsız olarak hareket eder ve etkilenmez.
Gazların Kinetik-Molekül Kuramı
5. Bağımsız moleküller çarpışma sonucu enerji
kazanabilirler ya da kaybedebilirler. Ancak,
moleküllerin tümü göz önüne alındığında, sabit
sıcaklıkta toplam enerji sabittir.
Gazların Kinetik-Molekül Kuramı
Gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi örneğin
mutlak sıcaklığıyla doğru orantılıdır.
Farklı gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri
verilen sıcaklıkta eşittir.
Gazların Kinetik-Molekül Kuramı
Gazların Kinetik-Molekül Kuramı
Gazların Kinetik-Molekül Kuramı
Kinetik Molekül Teorisine Bağlı Gaz Özellikleri
Yayılma (Difüzyon)- Rastgele molekül hareketi sonucu
moleküllerin göç etmesidir.
- İki veya daha fazla gazın yayılması,
moleküllerin karışmasıyla sonuçlanır
ve kapalı bir kap içinde kısa sürede
homojen bir karışıma dönüşür.
Kinetik Molekül Teorisine Bağlı Gaz Özellikleri
Dışa Yayılma (Efüzyon)- Gaz moleküllerinin bulundukları
kaptaki küçük bir delikten kaçmasıdır.
- Dışa yayılma hızı doğrudan molekül
hızları ile orantılıdır. Bu, yüksek hızlı
moleküllerin düşük hızlı
moleküllerden daha hızlı yayılması
demektir.
Graham Kanunu
http://lab.concord.org/embeddable.html#interacti
ves/sam/diffusion/3-mass.json
İdeal gaz, teorik olduğu varsayılan ve gaz yasalarına tam
olarak uyan gazdır. İdeal olarak kabul edilen bir gazın,
Bir tek gaz molekülünün hacmi toplam hacim
yanında ihmal edilebilecek kadar küçüktür.
Moleküller arası çekim kuvveti yok denecek kadar
azdır.
Gerçek (İdeal Olmayan) Gazlar
Gerçek gazlar,
Yüksek sıcaklık ve düşük basınçta idealliğe yaklaşır.
Düşük sıcaklık ve yüksek basınçta ideallikten
uzaklaşır
Gerçek (İdeal Olmayan) Gazlar
Gerçek (İdeal Olmayan) Gazlar
Bir gazın ideal gaz koşulundan ne kadar
saptığının ölçüsü sıkıştırılabilirlik faktörü
ile belirlenir.
PV/nRT oranıdır ve ideal gaz için 1’dir.
Gerçek (İdeal Olmayan) Gazlar
Gerçek gazlarda:
PV/nRT > 1 moleküllerin kendilerinin
de bir hacmi vardır ve bu hacim
bastırılamaz.
PV/nRT < 1 moleküller arası çekim
kuvvetleri sıkıştırılabilirlik faktörünün
1’den küçük olmasına neden olur.
van der Waals Denklemi
P + n2a V2
V – nb = n R T
V: n mol gazın hacmi,
n2a/V2: moleküller arası çekim kuvveti ile ilgilidir,
a ve b değerleri gazdan gaza değişir. Sıcaklık ve basınca az çok bağlıdır.
• Moleküllerin öz hacimlerine ve moleküller arası
kuvvetlere bağlı düzeltme terimleri taşırlar. van der
Waals denklemi bunlardan biridir:
A small teaspoon of sodium hydrogencarbonate (baking soda) weighs 4.2g. Calculate the moles, mass and volume of carbon dioxide formed when it is
thermally decomposed in the oven. Assume room temperature for the purpose of the calculation. 2NaHCO3(s) ==> Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
This equation is read as 2 moles of sodium hydrogencarbonate decomposes to give 1mole of sodium carbonate, 1 mole of water and 1 mole of carbon dioxide.
The important mole ratio is 2 NaHCO3 ==> 1 CO2
Formula mass of NaHCO3 is 23+1+12+(3x16) = 84 = 84g/mole Formula mass of CO2 = 12+(2x16) = 44 = 44g/mole (not needed by this method)
or a molar gas volume of 24000 cm3 at RTP (definitely needed for this method)
In the equation 2 moles of NaHCO3 give 1 mole of CO2 (2:1 mole ratio in equation) Moles NaHCO3 = 4.2/84 = 0.05 moles ==> 0.05/2 = 0.025 mol CO2 on decomposition. Mass = moles x formula mass, so mass CO2 = 0.025 x 44 = 1.1g CO2 Volume = moles x molar volume = 0.025 x 24000 = 600 cm3 of CO2
Örnek/ http://www.docbrown.info/page04/4_73calcs09mvg.htm
if one gram of sodium bicarbonate reacts with excess vinegar solution that is 5% acetic acid, how much gas will be released in cc's? How many cc's of vinegar are required? Adam Smith ([email protected])
These are reaction stoichiometry problems (you're relating the amounts of different substances involved in a chemical reaction). To solve the first problem, follow these steps:
1-Pick out the target. You want cc CO2. 2- List the given information. You have 1 g of NaHCO3. You have an
excess of 5% acetic acid solution (which means every 100 g vinegar contains 5 g of acetic acid).
3-Connect the given information with the target. You're trying to convert g NaHCO3 into cc CO2. Whenever the problem involves a connection between two different substances, you must have a mole-to-mole relationship between the two to solve the problem. Write and balance an equation for the reaction between acetic acid and sodium bicarbonate to get this relationship. Then
Örnek/http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/gases/faq/co2-from-vinegar-and-baking-soda.shtml
1 g NaHCO3 mol NaHCO3
mole-to-mole ratio
from balanced equation
mol CO2 cc CO2
.so you've cut a tough problem into two easier ones: the g-to-mol conversion of NaHCO3, and the mol-to-cc conversion of CO2. The first conversion will require a molecular weight, and the second will involve a molar volume.
..so you've cut a tough problem into two easier ones: the g-to-mol conversion of NaHCO3, and the mol-to-cc conversion of CO2. The first conversion will require a molecular weight, and the second will involve a molar volume.You can estimate the molar volume of the CO2 using the ideal gas law. But since the problem doesn't say anything about temperature and pressure, you'll have assume specific values for these; P = 1 atm and T = 298 K are reasonable conditions. Then the number of cubic centimeters per mole is
V/n = RT/P = (82.06 cc atm mol-1 K-1) × (298 K) / (1 atm) = 2.445388× 104 cc/mol.
4-Do the math. Set up a series of conversion factors so that units cancel to ultimately give you cc CO2.
Örnek/http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/gases/faq/co2-from-vinegar-and-baking-soda.shtml
1 g NaHCO3 (1 mol
NaHCO384.0 g NaHCO3
) (2.45 × 104 cc
CO21 mol CO2
) =291 cc CO2
5-Check the answer. You know that a mole of gas will occupy about 22.4 L at STP (and you're not far off from STP). Every mole of bicarbonate produces a mole of carbon dioxide. So multiplying moles of bicarbonate by 22.4 L should give you a rough estimate in liters.
Örnek/http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/gases/faq/co2-from-vinegar-and-baking-soda.shtml