İnstagram:kimyaci_glcn_hoca GAZLAR-2. İnstagram:kimyaci_glcn_hoca

Transkript

1 GAZLAR-2

2 GERÇEK GAZLAR Gazların davranışlarını açıklayan kinetik teoriye göre; 1. Gaz tanecikleri çok küçük hacme sahip olduklarından kabın hacmine göre gaz taneciklerinin hacmi ihmal edilebilir. 2. Gaz tanecikleri arasında itme ve çekme kuvvetlerinin olmadığı ve birbirlerinin davranışlarından etkilenmediği varsayılır. Bu iki koşulu sağlayan gazlar ideal gaz olarak tanımlanabilir Moleküller arası etkileşimi olan ve moleküllerin birbirinden etkilendiği gazlara gerçek gazlar denir Doğada bulunan gazların hiçbiri ideal gaz değildir.gerçek gazlar; **Yüksek sıcaklık **Düşük basınçta idealliğe yaklaşır Gerçek gazlarda sıcaklık düştüğünde moleküllerin ortalama kinetik enerjileri düşerken molekülün hareketi yavaşlar ve gaz molekülleri birbirine yaklaşır. Moleküller arası çekim kuvvetleri artar ve gazlar sıvılaşır. Gerçek gazlar arasındaki etkileşimden dolayı basınç yardımıyla sıvılaştırılabilinir. İdeallikten sapma miktarı: 1-Gazın Türü 2-Basınç 3-Sıcaklık etmenlerine bağlıdır. Basınç arttıkça gazların yoğunluğu artar, moleküller birbirine yaklaşır Molekül kütlesi arttıkça moleküller arası kuvvetler (zayıf etkileşimler) artar ve gaz ideallikten daha çok sapar. Gazlar yüksek sıcaklıkta idealliğe yaklaşır, düşük sıcaklıkta ideallikten sapar

3 Faz Diyagramları AB (buharlaşma-yoğuşma) eğrisi: Maddenin buhar hâlden sıvı hâle veya sıvı hâlden buhar hâle geçebileceği sıcaklık-basınç değerlerini gösterir AC (erime-donma) eğrisi: Maddenin sıvı hâlden katı hâle veya katı hâlden sıvı hâle geçebileceği sıcaklık basınç değerlerini gösterir. AD (süblimleşme-kırağılaşma) eğrisi: Maddenin buhar hâlden katı hâle veya katı hâlden buhar hâle geçebileceği sıcaklık-basınç değerlerini gösterir. A noktası maddenin üç hâlinin bir arada bulunduğu sıcaklık (Tü) ve basınç (Pü) noktasıdır, bu noktaya üçlü nokta denir. B noktası ise bir gazın basınç uygulanarak sıvılaştırılabileceği en yüksek sıcaklık noktasıdır ve kritik sıcaklık (TK)-basınç (PK) noktası olarak adlandırılır. Kritik nokta buhar-sıvı geçişinin sonlandığı noktadır. Bu sıcaklık-basınç değerinin üstünde madde, gaz hâlindedir. CO2 ve H2Oʼun faz diyagramları incelendiğinde en büyük farkın AC çizgisinde olduğu görülür. CO2ʼin faz diyagramında AC çizgisinin eğimi sıcaklık yönündedir. Suyun faz diyagramında ise AC çizgisinin eğimi basınç yönündedir. AC çizgisinin eğiminin yönündeki fark o maddenin sıcaklık ve basıncının erime ve donma noktasına etkisini ifade eder. Suyun faz diyagramından buzun basınçla sıvılaşabileceği anlaşılır. CO2ʼin faz diyagramından ise kuru buzun basınçla sıvılaşamayacağı süblimleşeceği anlaşılır

4 1-İzole sistemlerde basınç altındaki gaz genleştirilir. 2-Hacimleri artar ve moleküller arası mesafede artar 3-Gazların ortalama hızları düşer 4-Genişleyen gazın molekülleri arasındaki bağların kırılması için gereken enerji gaz moleküllerinin öz ısıları kullanılarak karşılanır. 5-Bu durumdaki gazlarda hızlı bir şekilde soğuma olur.bu olaya Joule Thomson Olayı denir(bu olay gerçek gazlar üzerinden gerçekleşir) Joule-Thomson olayını daha iyi anlamak için pompanın çalışma sistemini incelemek gerekir. Örneğin: Pompa ile bisiklet tekerleği şişirilirken pompanın gaz çıkış vanası ısınır, bisikletin sibobu soğur. Çünkü sıkıştırılan gazlar ısınır, genişleyen gazlar ise bulundukları ortamı soğutur. Gıda ve ilaç endüstrisinde düşük sıcaklıklara ulaşmak ve ortam sıcaklığını düşürmek oldukça önemlidir. Günlük hayatta kullanılan buzdolapları, klimalar ve daha büyük tesislerde kullanılan ısı pompaları soğutma çevrimi ile çalışır. Buzdolaplarının arka kısmında bulunan kompresör elektrik akımı ile çalışarak soğutucu gazı sıkıştırır. Böylece gazın basıncı ve sıcaklığı artar. Bu gaz, buzdolabı içine döşenmiş boru sistemine girerek genleşir ve buharlaşır. Buharlaşma sırasında sıvı ısıyı soğurur ve buzdolabı içindeki ortamı soğutur. Genleşmiş gaz, dolaşım sistemi ile kompresöre tekrar gelerek aynı çevrime tekrar girer. 1.soru J O U L E T H O M S O N Soğutucu akışkanların özellikleri Kritik sıcaklığı ve kritik basıncı yüksek, kaynama noktası düşük ol- malıdır. Patlayıcı, yanıcı ve zehirli olmamalıdır. Çevreye zarar vermemelidir. Uygulanabilir bir basınçla sıvılaşmalı, basınç kaldırılınca buharlaşmalıdır. Kimyasal olarak aktif olmamalıdır. Kolay bulunur ve ekonomik olmalıdır. Oda koşullarında buhar hâlinde olmalıdır. Enerji tüketimi az olmalıdır. Soğutucudaki gaz kaçakların tespitine imkân veren özellikte olmalıdır. 2.soru Formülü Adı Kaynama Noktası- (K) H 2 Hidrojen molekülü Kritik Sıcaklık (K) CCl 2 F 2 Freon H 2 O su Yukarıdaki tabloda bazı maddelerin kaynama noktaları ve kritik sıcaklıkları Kelvin sıcaklık ölçeğinde verilmiştir.buna göre aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? a)en iyi soğutucu CCl 2 F 2 dir b)standar şartlarda H 2 basınçla sıvılaştırılabilinir. c) C deki H 2 basınçla sıvılaştırılabilinir. d) 1 atm 374 K de su buhar olarak bulunur. e) Standart şartlarda H 2,CCl 2 F 2 den daha idealdir

5 GAZ KARIŞIMLARI Bir gaz karışımında bulunan gazların her birinin kaba ayrı ayrı uyguladığı basınca kısmi basınç denir Dalton un Kısmi Basınçlar Yasası na göre bir gaz karışımının toplam basıncı, karışımın bileşenlerinin kısmi basınçlarının toplamına eşittir. 5.soru 4.soru 7.soru: 6.soru ı Sabit sıcaklıkta M musluğu açılarak yeterli süre bekleniyor Son basınç 2 atm olduğuna göre I-Karışımda He gazının mol kesri 1/5 dir. II-H 2 nin başlangıç basıncı 3,5 atm dir. III-Karışımdaki H 2 nin kısmi basıncı 1,75 atm dir. Yargılarından hangileri doğrudur?(oa=ab= 1L ) a) Yalnız I b) Yalnız II c) I ve II d) I ve III e) II ve III

6 GAZLARIN SU ÜSTÜNDE TOPLANMASI Sıvısını terk etmiş buhara gaz, sıvısını terk edememiş gaza buhar denir. Sıvısı ile dengede bulunan buharın sıvı yüzeyine yaptığı basınca denge buhar basıncı denir. Suyun buhar basıncı; 1-Suyun miktarına bağlı değildir. 2-Bulunduğu kabın hacmine ve şekline bağlı değildir. 3-Sıcaklıkla değişir. Şekildeki kapta bir miktar saf su ve suyun üzerinde suda çözünmeyen X gazı varken; PT = PX + PH2O Sabit sıcaklıkta piston Y noktasına İtilirse ne olur? 1-Buhar molekülleri sayısı azalır. 2- Sıvı molekülleri sayısı artar. 3-Suyun buhar basıncı değişmez. 4- X gazının kısmi basıncı artar. 5-Birim hacimdeki buhar molekülleri sayısı değişmez. 6-Toplam basınç 2 katına çıkmaz. Gazın su üzerinde toplanabilmesi için suda çözünmemesi ve suyla tepkime vermemesi gerekir 9.soru 8.soru Sistemde t 0 C de birinci kaptaki basınç 480 mmhg dır.sabit sıcaklıkta kaplar arasındaki musluk açıldığında sistem yeniden dengeye geldiğinde toplam basınç 200 mmhg olmaktadır.buna göre ikinci kabın hacmi kaç litredir? (Suyun t 0 C de buhar basıncı=60 mmhg) a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 10.soru n mol O 2 n mol CH 4 Pt=60 cmhg n mol CH 4 gazı ile n mol O 2 gazı bir kıvılcımla tam verimle tepkimeye sokuluyor.tepkime sonunda başlangıç sıcaklığına dönülüyor. Bu sıcaklıkta suyun buhar basıncı 12 cmhg olduğuna göre son durumda jkaptaki toplam basınç kaç cmhg dır? a) 20 b) 24 c) 42 d) 57 e) 60

7 TEPKİME VERMEYEN GAZLARIN KARIŞTIRILMASI Farklı kaplardaki aynı veya birbiri ile tepkime ver meyen farklı gazlar aynı sıcaklıkta karıştırıldığında; 1-Gazların mol sayılarında bir değişiklik olmaz Toplam mol sayısı n T = n 1 + n 2 olur. 2-İdeal gaz denkleminden de n = P.V / R.T olduğundan P T. V T = P 1. V 1 + P 2. V 2 olur. X(g) P1 V1 12.soru: Y(g) P 2 V 2 11.soru: 13.soru: 14.soru: 15.soru:

8 TEPKİME VEREN GAZLARIN KARIŞTIRILMASI 16.soru: 0,8 mol NH 3 ve 1,2 mol O 2 gazları karışımı 8,2 litrelik kapta tepkimeye sokuluyor. 4NH 3 (g) + 5O 2 (g) 4NO(g) + 6H 2 O(g) Tam verimle gerçekleşen bu tepkime sonunda sıcaklık C olduğuna göre kaptaki toplam gaz basıncı kça atm dir? a) 27,3 b) 24,02 c) 19,4 d) 13,6 e) 6,4 17.soru: 18.soru: Şekildeki piston ideal ve sürtünmesizdir. V1 hacimli kapta eşit mol sayıda N2 ve H2 gazları bulunmaktadır. Sabit sıcaklıkta kapta N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) tepkimesi Tam verimle gerçekleştirildiğinde kabın hacminin ilk hacim ile son hacim ilişkisi aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir A) V1 = V2 B) V2 = 2/ 3 V1 C) V2 = 4 /3 V1 D) V2 = 3/ 2 V1 E) V2 = 3/ 4 V1 19.soru: Sabit hacimli bir kapta 27 o C sıcaklıkta eşit mol sayısında C 3 H 8 ve O 2 gazları vardır. Tam verimle gerçekleşen tepkime sonunda CO 2 ve H 2 O oluşurken sıcaklık 127 o C olmaktadır. Buna göre ilk basıncın son basınca oranı kaçtır? a) 10/22 b) 15/44 c) 15/22 d) 22/10 e) 22/15 20.soru: N 2 (g) H 2 (g) 27 0 C de 6 L lik kapta eşit mol sayısında N 2 ve H 2 gazları bulunmaktadır.bu gaz karışımının toplam basıncı 24,6 atm dir.h 2 ve N 2 tepkimeye girerek N 2(g) + H 2 (g) 2NH 3 (g) Deklemine göre NH 3 gazı oluşturmaktadır. Verilen sıcaklıkta H 2 gazının yarısı harcandığında kaptakigaz basıncı kaç atm olur? a) 12,3 b) 16,4 c) 20,5 d) 24,6 e) 28,7