GAZLAR. Farklı sıcaklıklardaki iki gazın difüzyon hızları GAZLARIN ÖZELLİKLERİ

Transkript

1 GAZLAR GAZLARIN ÖZELLİKLERİ Aşağıdaki soruları doğru-yanlış olarak kodlayınız. 1. Maddenin en düzenli halidir. 2. Küçük hacimlere kadar sıkıştırılabilirler. 3. Gaz molekülleri arasındaki itme ve çekme kuvvetleri çok zayıftır. 4. Gazlar bulundukları kabı homojen olarak doldururlar ve kabın her yerine aynı basıncı yaparlar. 5. Bulundukları kabın şeklini ve hacmini alırlar. 6. Yoğunlukları katı ve sıvılara göre oldukça büyüktür. 7. Aynı sıcaklıkta bütün gazların ortalama kinetik enerjileri aynıdır. 8. Genleşme katsayısı gazlar için ayırt edicidir. GAZLARIN KİNETİK TEORİSİ Aşağıda verilen kelimeleri uygun boşluklara yerleştiriniz. Önemsiz, sıkıştırılabilirler, enerji transferi, sürekli ve gelişigüzel, Ortalama kinetik enerji, itme ve çekme kuvvetleri, sıcaklık 1. Gaz moleküllerinin hareketi dir. 2. Gaz moleküllerinin hacmi bulundukları kabın hacmine göre..dir. 3. Gaz molekülleri arasındaki.(etkileşimler) önemsizdir. 4. Gaz molekülerinin çarpışması esnasında.olur. Ancak değişmedikçe ortalama kinetik enerji değişmez. 5..sıcaklığa bağlıdır. 6. Gaz molekülleri kolaylıkla... ORTALAMA KİNETİK ENERJİ ve ORTALAMA DİFÜZYON(YAYILMA) HIZI Aşağıda verilen bilgilere göre soruları yanıtlayınız. Bir gazın ortalama kinetik enerjisi (EK) aşağıdaki formülle hesaplanır EK = 1 2 mv2 yada EK = 3 2 (EK: ortalama kinetik enerji, T: mutlak sıcaklık, R:sabit, m:gaz taneciğinin kütlesi, N: Avogadro sayısı V:gaz molekülünün hızı) Bir gazın ortalama hızı (V) aşağıdaki formülle hesaplanır. V = 3RT M (T: mutlak sıcaklık, R:sabit, M:mol kütlesi, V:ortalama hız) Eşit sıcaklıktaki iki gazın difüzyon hızları RT N Farklı sıcaklıklardaki iki gazın difüzyon hızları V x V y = M y.t x M x.t y (T x:x gazının sıcaklığı, T y:y gazının sıcaklığı) Aynı sıcaklıktaki gazların hızları ile yoğunlukları arasındaki ilişki V x V y = d y d x (d x: X gazının yoğunluğu, d y: Y gazının yoğunluğu) 1. Gazların cinsine bakılmaksızın moleküllerin ortalama kinetik enerjisi mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. 2. Gazların difüzyonu daima düşük yoğunluktan yüksek yoğunluğa doğrudur. 3. Aynı sıcaklıkta mol kütlesi büyük olan gaz daha hızlıdır. 4. Mutlak sıcaklık iki katına çıkarsa kinetik enerji iki, difüzyon hızı 4 katına çıkar. 5. Aynı iki gazdan sıcaklığı fazla olan gazın yayılma süreside daha yüksektir. 6. Bir gazın mutlak sıcaklığı 4 katına çıkarsa yayılma hızı 2 katına çıkar. 7. Aynı sıcaklıkta He gazının yayılma hızının O 2 gazının yayılma hızına oranı nedir? (He:4, O:16) 8. Aynı sıcaklıkta SO 3 gazının 40 saniyede geçtiği bir borudan Ne gazı kaç saniyede geçer? (S:32, O:16, Ne:20) 9. Aynı basınç ve mol sayısındaki CH 4 ve SO 2 gazlarının mutlak sıcaklıkları sırası ile T ve 4T dir. Buna göre bu gazların yayılma hızları oranı nedir? (C:12, H:1, S:32, O:16) 10. Aşağıdaki gazların difüzyon hızlarını kıyaslayınız? I. 273 C de CH 4 gazı II. 0 C de He gazı III. 819 C de SO 2 gazı 11. Aşağıda verilen HCl ve NH 3 gazlarının nerede karşılaşması beklenir? (HCl:36,5, NH 3:17) V x V y = M y M x (V x: X gazının yayılma hızı, V y: Y gazının yayılma hızı, M x: X gazının mol kütlesi, M y: Y gazının mol kütlesi)

2 GAZ BASINCININ OLÇÜLMESİ AÇIK HAVA BASINCI Aşağıdaki gazların basınçlarını hesaplayınız. (Po=76cm-Hg ve kullanılan sıvı Hg dir) Yukarıdaki şekilde civa barometresi görülmektedir. Buna göre aşağıdaki soruları yanıtlayınız 1. Açık hava basıncı.mm-hg, cm-hg,.atm,..torr dur. Aşağıdaki şekle göre Phava=76cm-Hg olduğuna göre Px, Py ve Pz gazlarının basınçlarını hesaplayınız. 2. Cam tüpteki civanın yüksekliği.,.,.., değerlerine bağlıdır. 3. Cam tüpteki civanın yüksekliği..,,, bağlı değildir. 4. Yukarıdaki deneyde civa yerine su kullanılsaydı cam tüpteki yükseklik nasıl değişirdi? 5. Düzenek deniz seviyesinden daha yüksek bir yerde yapılırsa tüpteki yükseklik nasıl değişir? GAZ KANUNLARI BÖYLE MARİOTTE KANUNU (P-V İLİŞKİSİ) Böyle yasası aşağıdaki gibi ifade edilir. 6. Tüpteki yükseklik sıcaklık ile nasıl değişir? KAPALI KAPLARDA GAZ BASINCININ ÖLÇÜLMESİ Aşağıdaki gazların basınç ifadelerini yazınız. Aşağıda bir gaz örneğinin sabit sıcaklık ve mol sayısındaki basınç ve hacim değerleri verilmiştir. Buna göre bu gaza ait basınç-hacim (P-V) ve hacim 1/basınç (V-1/P) grafiklerini çiziniz. Basınç () Hacim (L)

3 Aşağıdaki tabloları doldurunuz. (sıcaklıklar sabittir) P 1 V 1 P 2 V 2 a. 2 atm 3 L 8 atm? b. 55 0,35 L 18? c ml? 1,52 L P 1 V 1 P 2 V 2 a. 2,5 atm 1,5 L 3,8 atm? b. 2 atm 350 ml 750 mm Hg? c. 75 9,1 ml? 890 ml GAY-LUSSAC YASASI (P-T İLİŞKİSİ) Aşağıdaki tabloları doldurunuz. (hacim sabittir.) P 1 T 1 P 2 T 2 a. 3,25 atm 298 K? 398 K b K? -100 C c. 0,5 atm 250 C 955? P 1 T 1 P 2 T 2 a. 1,74 atm 120 C? 20 C b C? 300 K c. 0,75 atm 198 C 220 mm Hg? CHARLES YASASI (V-T İLİŞKİSİ) Charles yasası aşağıdaki gibi ifade edilir. AVOGADRO YASASI (V-n İLİŞKİSİ) Avogadro yasası aşağıdaki gibi ifade edilir. Sabit basınç ve mol sayısında aşağıda verilen grafikleri çiziniz. Sabit basınç ve sıcaklıkta aşağıdaki grafiği çiziniz. GENEL GAZ DENKLEMİ Aşağıdaki tabloları doldurunuz. (basınç sabittir.) V 1 T 1 V 2 T 2 a. 5 L 310 K? 250 K b. 150 ml 45 K? 45 C c. 60 L 0 C 180 L? V 1 T 1 V 2 T 2 a. 10 ml 210 K? 450 K b. 255 ml 55 C? 150 K Genel gaz denklemi aşağıdaki formülle ifade edilir. P 1.V 1 n 1.T 1 = P 2.V 2 n 2.T 2 (P 1:ilk basınç, V 1:ilk hacim, T 1: ilk sıcaklık, n 1: ilk mol sayısı, P 2:son basınç, V 2: son hacim, T 2:son sıcaklık, n 2: son mol sayısı) Buna göre aşağıdaki soruları yanıtlayınız. 1. Bir balon 23 C de 789 mm Hg basınç altında hacmi 2,8 L oluncaya kadar He gazı doldurulup serbest bırakılıyor. Basıncın 632 mm Hg ve sıcaklığın -13 C olduğu yerde balonun hacmi kaç L olur? c. 13 L -150 C 52 L?

4 2. Bir gazın hacmi 1 atm basınç altında 5,2 L olarak ölçülmüştür. Aynı sıcaklıkta gazın hacmi 9,4 L olduğunda basıncı kaç mm Hg dir? 3. Sabit basınç koşullarında hidrojen gazı örneğinin 88 C de 8,6 L hacim kaplamaktadır. Son hacim 3,4 L oluncaya kadar örnek soğutuluyor. Buna göre son sıcaklık kaç C dir. 5. Aşağıdaki K ve L kaplarının hacimleri aynıdır. Buna göre basınçlarını kıyaslayınız. 4. Bir balon 25 C de,2 atm basınç altında hacmi 2,5 L oluncaya kadar dolduruluyor. Stratosfer tabakasına kadar yükselen balonun son hacmi kaç L dir.(stratosfer: yer yüzünün 30 km yukarıda, sıcaklık -23 C, basınç atm) Aşağıdaki tabloları doldurunuz. P 1 V 1 T 1 P 2 V 2 T 2 a. 0,9 atm 4 L 265 K? 3 L 310 K b. 1,2 atm 75 L 5 C ? 50 C Aşağıda verilen grafikleri çiziniz. c ml 298 K 0,62 L? P 1 V 1 T 1 P 2 V 2 T 2 a. b. 0,55 atm 735 1,1 L 340 K? 3 L 298 K 1,2 L 298 K 1,1 atm? 0 C c. 7,5 atm 230 ml -120 C 15 atm 0,45 L? Aşağıdaki soruları yanıtlayınız. 1. Aşağıdaki kapların sıcaklıkları ve hacimleri aynıdır. A kabında 1 molekül B kabında ise 2 molekül ideal gaz vardır. Basınçlarını kıyaslayınız 2. Aşağıda dört farklı kapta aynı hacim ve sıcaklıkta ideal gazlar vardır. Bu gazların basınçlarını kıyaslayınız. İDEAL GAZ DENKLEMİ İdeal gaz denklemi aşağıdaki gibidir. P. V = n. R. T P: Basınç (atmosfer) V: Hacim (Litre) n: Mol sayısı (mol) R: Evrensel gaz sabiti (atm.l/mol.k)(0.082) T: Mutlak sıcaklık (Kelvin) Buna göre aşağıdaki soruları yanıtlayınız. 1. Hacmi 11,2 L olan bir kapta 27 C de 4 mol oksijen gazı bulunmaktadır. Bu gazın basıncını bulunuz? 3. Aşağıda H kabını hacmi G kabının hacminin iki katıdır. Kapların sıcaklıkları aynı olduğuna göre basınçlarını kıyaslayınız. Eğer H kabına 2 tane daha molekül konursa basınçları kıyaslayınız. 2. 2,5 L lik bir kaba 22 gram C 3H 8 gazı konuluyor. Kaptaki basınç 760 olduğuna göre kabın sıcaklığını bulunuz? (C:12, H:1) 4. Aşağıda verilen kaplarda L nin hacmi J nin hacminin iki katıdır. Buna göre basınçlarını kıyaslayınız. 3. Kapalı bir kaba 127 C de 6,4 gram SO 2 gazı konuluyor. Kaptaki basınç 1,5 atm olduğuna göre kabın hacmi kaç L dir? (S:32, O:16)

5 4. Aşağıdaki kaba 0,2 mol daha He gazı gönderilerek sıcaklık 327 C ye çıkarılıyor. Buna göre son basınç kaç atm olur.(he:4) B gazının kısmi basıncı. nasıl değişir? 3. Aşağıdaki ideal pistonlu kapta 0,1 mol X gazı 0,3 mol Y gazı bulunmaktadır. Kaba 0,2 mol X gazı ilave edilirse, KISMİ BASINÇ Dalton un kısmi basınçlar yasası aşağıdaki gibidir. X gazının mol sayısı Y gazının mol sayısı Kaptaki toplam mol sayısı.. X gazının mol kesri. Y gazının mol kesri Toplam basınç X gazının kısmi basıncı. Y gazının kısmi basıncı.nasıl değişir? GAZLARIN KARIŞTIRILMASI Bir gaz karışımında her bir gazın tek başına yaptığı basınca o gazın kısmi basıncı denir. Bir gazın kısmi basıncı o gazın mol sayısı ile orantılıdır. Bir gazın mol kesri(x) ise o gazın mol sayısının toplam mol sayısına oranına eşittir. P toplam = P A + P B + X A = n A (X n A:A gazının mol kesri, n A: A gazının mol sayısı, t n T: Toplam mol sayısı) P A = n A n t. P t (P A:A gazının kısmi basıncı, P T:Toplam basınç) Buna göre aşağıdaki soruları yanıtlayınız L lik bir kapta 0,2 mol metan 0,3 mol hidrojen ve 0,4 mol azot gazı 27 C de bulunmaktadır. Buna göre; a) Kaptaki toplam basınç kaç atm dir? b) Her bir gazın mol kesrini ve kısmi basıncını bulunuz 2. Aşağıdaki kapta 0,2 mol A ve 0,3 mol B gazı bulunmaktadır. Kaba 0,3 mol A gazı ilave edilirse, Aşağıdaki A ve B kapları kapalı bir musluk ile birbirine bağlanmıştır. Kaplar aynı sıcaklıktadır. Aradaki musluk açılarak gazların karışması sağlanıyor. Buna göre 1. Gazlar karıştıktan sonra her bir gazın kısmi basıncını ve toplam basıncı bulunuz. 2. Karışımdaki her bir gazın mol kesrini bulunuz. Karbon monoksit CO ve O2 gazları aşağıdaki denkleme göre tepkimeye girmektedir. 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g) Aşağıdaki kaplarda CO ve O2 gazları bulunmaktadır. Aradaki musluk açılarak 300 K de tepkime gerçekleştiriliyor. A gazının mol sayısı B gazının mol sayısı Kaptaki toplam mol sayısı.. A gazının mol kesri. B gazının mol kesri Toplam basınç A gazının kısmi basıncı. Buna göre aşağıdaki soruları yanıtlayınız 1. Hangi maddeden artar? 2. Son durumda toplam basınç kaç atm dir. 3. Son durumda her bir gazın kısmi basıncını bulunuz

6 GAZLARIN YOĞUNLUĞU Bir gazın yoğunluğu aşağıdaki formül ile hesaplanır. d = P.M A R.T (d: gazın yoğunluğu, P:Basınç, M A: Gazın mol kütlesi, R: evrensel gaz sabiti, T: Mutlak sıcaklık) üzerinde gaz sıvılaşmaz. Bu sıcaklığa o gazın kritik sıcaklığı denir. 10. Soğutucu akışkanların kritik sıcaklıkları yüksek normal kaynama noktaları düşük olmalıdır. 11. Soğutucu akışkanlar kimyasal yönden inaktif olmalıdır. 12. Soğutucu akışkanlar ucuz olmalıdır. 13. Yanıcı, patlayıcı, zehirli ve çevreye zararlı olmamalıdır C ve 0,99 atmosfer basınç altındaki CO2 gazının yoğunluğunu g/l olarak hesaplayınız. (CO2=44, R=0,082 L.atm/mol.K) GAZLARIN SU ÜSTÜNDE TOPLANMASI KClO3 katısı şekildeki deney tüpünde ısıtılarak aşağıdaki denkleme göre parçalanıyor. 2KClO3(k) 2KCl(k) + 3O2(g) 22 0 C de su üzerinde toplanan gazın toplam basıncı 754 torr dur. Su üzerindeki gazların toplam hacmi ise 0,650 L dir. Buna göre su üzerinde toplanan O2 gazının basıncını ve tepkimeye giren KClO3 katısının kütlesini hesaplayınız. (22 0 C de PH2O= 21 torr, KClO3=122,5, tüpteki MnO2 katalizördür) GERÇEK GAZLAR Aşağıdaki soruları doğru-yanlış olarak kodlayınız. 1. İdeal gazların öz hacmi toplam hacmin yanında ihmal edilir. 2. İdeal gazların tanecikler arası çekim kuvvetleri ihmal edilir. 3. Gerçek gazların molekülleri arasındaki itme ve çekme kuvvetleri ihmal edilmez. 4. Gerçek gazların hacmi sıfırdan faklıdır.(ihmal edilmez) 5. Bir gazın ideallikten sapması, gazın cinsine, sıcaklığa ve basınca bağlıdır. 6. İdeal gazlar için P.V/RT=1 dir. 7. Gazlar yüksek sıcaklık düşük basınçlarda idealliğe yaklaşırlar. 8. Düşük moleküler ağırlıklı gazlar büyük molekül ağırlıklı gazlardan daha idealdir. 9. Ne kadar basınç uygulanırsa uygulansın, her bir gaz için öyle bir sıcaklık değeri vardır ki bu sıcaklık değerinin