T.C. MĠLLÎ EĞĠTĠM BAKANLIĞI KĠMYA TEKNOLOJĠSĠ GAZ KANUNLARI 524KI0228

Transkript

1 T.C. MĠLLÎ EĞĠTĠM BAKANLIĞI KĠMYA TEKNOLOJĠSĠ GAZ KANUNLARI 524KI0228 Ankara, 2011

2 Bu modül, mesleki ve teknik eğitim okul/kurumlarında uygulanan Çerçeve Öğretim Programlarında yer alan yeterlikleri kazandırmaya yönelik olarak öğrencilere rehberlik etmek amacıyla hazırlanmıģ bireysel öğrenme materyalidir. Millî Eğitim Bakanlığınca ücretsiz olarak verilmiģtir. PARA ĠLE SATILMAZ.

3 ĠÇĠNDEKĠLER AÇIKLAMALAR... ii GĠRĠġ... 1 ÖĞRENME FAALĠYETĠ GAZLARDA HACĠM VE BASINÇ ĠLĠġKĠSĠ Boyle-Mariotte Yasası... 3 UYGULAMA FAALĠYETĠ... 6 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME... 9 ÖĞRENME FAALĠYETĠ GAZLARDA HACĠM VE SICAKLIK ĠLĠġKĠSĠ Mutlak Sıcaklık Charles Yasası UYGULAMA FAALĠYETĠ ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME ÖĞRENME FAALĠYETĠ GAZLARDA SICAKLIK VE BASINÇ ĠLĠġKĠSĠ Gay - Lussac Yasası BirleĢtirilmiĢ Gaz Yasaları ve Genel Gaz Denklemi Avogadro Yasası Ġdeal Gaz Denklemi UYGULAMA FAALĠYETĠ ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME MODÜL DEĞERLENDĠRME CEVAP ANAHTARLARI KAYNAKÇA ĠÇĠNDEKĠLER i

4 AÇIKLAMALAR KOD 524KI0228 ALAN Kimya Teknolojisi DAL/MESLEK Alan Ortak MODÜLÜN ADI Gaz Kanunları Gazlarda hacim - sıcaklık, hacim - basınç ve sıcaklık - basınç MODÜLÜN TANIMI iliģkisini inceleyebilme ile ilgili bilgi verildiği bir öğrenme materyalidir. SÜRE 40/32 ÖN KOġUL Gazlar modülünü baģarmıģ olmak YETERLĠK Gazları incelemek Genel Amaç MODÜLÜN AMACI EĞĠTĠM ÖĞRETĠM ORTAMLARI VE DONANIMLARI ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME AÇIKLAMALAR Gerekli ortam sağlandığında gazlarda hacim- sıcaklık, hacimbasınç ve sıcaklık-basınç iliģkisini inceleyebileceksiniz. Amaçlar 1. Gazların hacmi-sıcaklık iliģkisini inceleyebileceksiniz. 2. Gazların hacim-basınç iliģkisini inceleyebileceksiniz. 3. Gazların sıcaklık-basınç iliģkisini inceleyebileceksiniz. Ortam: Temel kimyasal iģlemleri yapmak için gerekli donanım ve tüm donanımın bulunduğu laboratuvar, kütüphane, bireysel öğrenme ortamları vb. Donanım: Teknoloji sınıfı, internet, cam balon, mantar, cam boru, gaz toplama tüpü, beher, bek, üçayak, amyantlı tel, destek, enjektör, manometre balonu, U borusu, cetvel, pamuk, bez Modül içinde yer alan her öğrenme faaliyetinden sonra verilen ölçme araçları ile kendinizi değerlendireceksiniz. Öğretmen modül sonunda ölçme aracı (çoktan seçmeli test, doğru-yanlıģ testi, boģluk doldurma, eģleģtirme vb.) kullanarak modül uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek sizi değerlendirecektir. ii

5 GĠRĠġ GĠRĠġ Sevgili Öğrenci, Gazlar; günlük yaģamımızda önemli bir yer tutmaktadır. SıvılaĢtırılmıĢ petrol gazları, doğal gaz, amonyak gazı, hava, havayı kirleten fosil yakıtların oluģturduğu gazlar, Ģehir sularının mikroplardan arındırılmasında kullanılan klor gazı bunlardan bazılarıdır. Gazlar nasıl kolay taģınır? Gazlar gaz depolarına nasıl doldurulur? Sıcakta, gaz dolu kaplar tehlikeli olur mu? Kapağı açıldığında kokulu bir maddenin kokusunu nasıl duyarız? Bu soruların cevaplarını bu modülde bulacaksınız. Bu modülde gazların; sıcaklık, basınç, hacim arasındaki iliģkisini inceleyecek, gazlarla ilgili hesaplamalar yapabileceksiniz. Atmosferimiz zehirli gazlarla kirlendikçe gazlar hakkında bilgi sahibi olan siz değerli gençlere ihtiyaç daha da artacaktır. Mustafa Kemal ATATÜRK ÜN "Hayatta en hakiki mürģit ilimdir." vecizesini hiç unutmayınız. 1

6 2

7 ÖĞRENME FAALĠYETĠ-1 AMAÇ ÖĞRENME FAALĠYETĠ-1 Gazlarda hacim ve basınç iliģkisini inceleyebileceksiniz. ARAġTIRMA Futbol topunun içinde az hava varken topa bastırıldığında Ģekli değiģir, içine çok miktarda hava doldurulursa bu olay gerçekleģmez, nedenini araģtırınız. Bisiklet pompasına hava doldurup ucunu kapatarak pompanın pistonunu bastırdığınızda bir süre zorlanmazsınız. Pompanın pistonunu daha fazla bastırdığınızda zorlanırsınız, nedenini araģtırınız. Ġçine helyum doldurulan uçan balon atmosfere bırakıldığında atmosferin üst katmanlarında patlar, nedenini araģtırınız. 1. GAZLARDA HACĠM VE BASINÇ ĠLĠġKĠSĠ Gazların bulunduğu ortamda değiģiklik yapılırsa gazlar da davranıģlarını yapılan değiģikliğe göre yeniden ayarlar. Gazların davranıģlarını belirleyen dört değiģken vardır. Bu değiģkenler, gazın miktarı (mol sayısı), hacmi, sıcaklığı ve basıncıdır. Bu değiģkenlerden her hangi biri değiģtirildiğinde diğerleri de buna bağlı olarak değiģir. Bu değiģimler, gaz yasaları adı altında incelenir Boyle-Mariotte Yasası Gaz molekülleri arasında büyük boģlukların bulunması, gazlara sıkıģtırılabilirlik özelliği kazandırır. Kapalı bir kaptaki kütlesi değiģmeyen bir gazın sıcaklığı değiģtirilmeden gazın hacmi değiģtirilirse kaptaki gazın birim hacimdeki tanecik sayısı değiģir. Buna bağlı olarak kabın birim çeperlerine çarpan tanecik sayısı da değiģir. Bu da basıncı değiģtirir. Hacim artırıldığında birim hacimdeki tanecik sayısı azalır, basınç düģer. Hacim azaltıldığında birim hacimdeki tanecik sayısı artar dolayısı ile basınç da artar. Gazların bu genel davranıģını inceleyen ve birbirinden habersiz çalıģan Robert Boyle ve Mariotte kendi adları ile anılan yasayı bulmuģlardır. Boyle-Mariotte yasasına göre kütlesi değiģmeyen bir gazın sabit sıcaklıkta basıncı ile hacminin çarpımı sabittir. P.V = sabit (Sabit sıcaklıkta) P = Basınç (atm.), V = Hacim (l) dir. 3

8 Boyle-Mariotte yasası, kütlesi değiģmeyen bir gazın sabit sıcaklıkta basıncı ile hacmi birbiriyle ters orantılı olarak değiģir. Ģeklinde de ifade edilir. P V P 1 =Ġlk basınç (atm.) V 1 =Ġlk hacim (l) P V veya P P V V P 2 = Son basınç (atm.) V 2 =Son hacim (l) ise; eģitlikleri yazılabilir (T sabit). Grafik 1.1: Sabit sıcaklıkta gazların basınç ile hacimlerinin değiģimi Sıcaklık değiģimi olmadan Grafik 1.1 de görüldüğü gibi gazların basınçları azaltıldığında hacimleri artar veya basıncı artarsa hacmi azalır. ġekil 1.1: Basınç ile hacim değiģimi 4

9 Grafik 1.2: Basınç ile hacim değiģimi görülmektedir Sıcaklık değiģimi olmadan ġekil 1.1 ve Grafik 1.2 de görüldüğü gibi gazların basınçları artırıldığında hacimleri azalır. Örnek: Belirli bir sıcaklıkta 1,0 litrelik bir pistonda bulunan karbondioksit gazının basıncı 1,0 atm. dir. Gaz sızdırmaz özellikteki bu pistonun piston kolu ileriye doğru itilerek karbondioksit gazının basıncı 2,0 atm ye çıkartılıyor. Pistonda bulunan gazın hacmi ne olur? Çözüm: BaĢlangıç basıncı P 1 =1,0 atm., baģlangıç hacmi V 1 =1,0 litredir. Ġkinci durumda basıncı P 2 =2,0 atm. olduğuna göre; P1 V1 P2 V V2 V2 0,5 l olur. Gazların basınçla hacimlerinin azalması, gazların bir yerden baģka bir yere taģınmasını kolaylaģtır. Küçük bir kaba çok miktarda gaz doldurarak daha ekonomik taģıma gerçekleģtirilir. Örnek: Sabit sıcaklıkta hacmi 10 l olan gazın basıncı 5 atm. dir. Gazın basıncı sıcaklık değiģimi olmadan 1atm. yapılırsa hacmi kaç l olur? Hesaplayınız. Çözüm: P 1 = 5 atm. P 2 = 1 atm. V 1 = 10 l V 2 =? P V = P V Ş 5.10 = 1.V Ş V = 50 l olur

10 UYGULAMA FAALĠYETĠ UYGULAMA FAALĠYETĠ Gazlarda hacim basınç iliģkisini tespit ediniz. Kullanılan araç gereçler: Enjektör ĠĢlem Basamakları Bir adet temiz enjektör alınız. Enjektördeki hava miktarını belirleyiniz. Öneriler Enjektörün hacminin 50 ml veya daha fazla olmasına dikkat ediniz. Enjektörün pistonu hava kaçırmamalıdır. Hava kaçırıyorsa vazelin kullanınız. Enjektörün ucunda iğne olmamalıdır. Enjektör ucunun tam olarak kapalı olduğundan emin olunuz. Enjektörün ucunu parmak ile kapatınız. Parmağınızla enjektörün ucunu iyi kapatınız. Enjektörün pistonunu ileri iterek içindeki havaya basınç uygulayınız. Parmağınızı gevģetmeyiniz, bırakmayınız. 6

11 Enjektördeki havanın hacmini gözlemleyerek not ediniz. Uygulanan basıncı kaldırınız. Not ederken arkadaģınızdan yardım isteyiniz. Pistonun tekrar eski konumuna gelmesini gözlemleyiniz. Enjektör ucundan hava kaçarsa piston eski konumuna gelmeyeceği için hava kaçmamsına dikkat ediniz. Gözlemlediğiniz hacim değerlerini karģılaģtırmayı unutmayınız. Piston içindeki havanın hacmini gözlemleyerek not ediniz. Enjektöre ne kadar basınç uyguladığınızı hesaplayarak sonucu rapor ediniz. Bulunduğunuz ortamın açık hava basıncını tespit ederek hesaplamalarınızı yapınız. Miktarları rapor ederken birimlerini yazınız. 7

12 KONTROL LĠSTESĠ Bu faaliyet kapsamında aģağıda listelenen davranıģlardan kazandığınız beceriler için Evet, kazanamadığınız beceriler için Hayır kutucuğuna (X) iģareti koyarak kendinizi değerlendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1 ĠĢ güvenliği kurallarına uydunuz mu? 2 ĠĢ önlüğünü giydiniz mi? 3 Bir adet temiz enjektör aldınız mı? 4 Enjektördeki hava miktarını belirlediniz mi? 5 Enjektörün ucunu parmak ile kapattınız mı? 6 Enjektörün pistonunu ileri iterek içindeki havaya basınç uyguladınız mı? 7 Enjektördeki havanın hacmini gözlemleyerek not ettiniz mi? 8 Uygulanan basıncı kaldırdınız mı? 9 Piston içindeki havanın hacmini gözlemleyerek not ettiniz mi? 10 Enjektöre ne kadar basınç uyguladığınızı hesaplayarak sonucu rapor ettiniz mi? DEĞERLENDĠRME Değerlendirme sonunda Hayır Ģeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız Evet ise Ölçme ve Değerlendirme ye geçiniz. 8

13 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME AĢağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği iģaretleyiniz. 1. Sabit sıcaklıkta 2 atm. basınç altında hacmi 10 litre olan bir gazın basıncı 4 atm. e çıkartıldığında hacmi kaç litre olur? A) 5 B) 15 C) 20 D) Sabit sıcaklıkta 5 atm. basınç altında 8 litre hacim kaplayan bir gazın hacmini 20 litreye çıkartmak için kaç atm. olmalıdır? A) 4 B) 3 C) 2 D) 1 AĢağıdaki cümlelerde boģ bırakılan yerlere doğru sözcükleri yazınız. 3. Sabit sıcaklıkta gazın basıncı artırıldığında,... azalır. 4. Sabit sıcaklıkta gazın... azaltıldığında hacmi artar. 5. Sabit sıcaklıkta gazların basınçları ile hacimleri... orantılıdır. 6. Sabit sıcaklıkta basınç artırıldığında gazın hacmi azalır, birim hacimdeki tanecik sayısı Sabit sıcaklıkta gazın basıncı azaltıldığında gazın hacmi artar, birim... tanecik sayısı azalır. 8. Gazlar basınç altında sıkıģtırıldığı için çelik tüpler içinde doldurulur. 9. Gazlar sıkıģtırılabilen... maddelerdir. 10. Gazlara uygulanan basınç kaldırılırsa hacimleri... DEĞERLENDĠRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karģılaģtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 9

14 ÖĞRENME FAALĠYETĠ-2 AMAÇ ÖĞRENME FAALĠYETĠ-2 Gazlarda hacim ve sıcaklık iliģkisini inceleyebileceksiniz. ARAġTIRMA Bir gaz karıģımı olan havadan baģka bildiğiniz gaz veya gazlar nelerdir? AraĢtırınız. Havanın hangi gazlardan oluģtuğunu araģtırınız. Derin nefes aldığınızda ne kadar havayı soluduğunuzu belirleyen bir proje üreterek arkadaģlarınızla tartıģınız. Plastik balonu hava ile doldurup daha sıcak bir ortama taģırsanız, balon daha fazla ĢiĢer mi? AraĢtırınız. 2. GAZLARDA HACĠM VE SICAKLIK ĠLĠġKĠSĠ 2.1. Mutlak Sıcaklık Katı ve sıvılarda olduğu gibi sabit basınç altında belirli miktardaki gazın sıcaklığı artırılırsa gazlar da genleģir. Sabit basınç altında belirli miktardaki gazın hacmini değiģik sıcaklıklarda ölçüp aģağıdaki gibi bir grafik çizilir, grafikte elde edilen doğrunun sıcaklık eksenini kestiği nokta belirlenirse bu noktada sıcaklık 273 o C (santigrat derece) dir. Grafik 2.1: Gazların sıcaklıkla hacminin değiģimi 10

15 Grafik 2.1 de görüldüğü gibi 273 o C sıcaklıkta gazın hacminin sıfır olması gerekir. Kütlesi olan bir maddenin hacminin hiç bir zaman sıfır olamayacağından hareketle bu sıcaklık, eriģilemeyen bir değer olarak kabul edilir. Bu nokta, eriģilemeyen sıcaklık olup mutlak sıfır noktası olarak isimlendirilir. Bu sıcaklık değeri ( 273 o C), mutlak sıcaklığın birimi olan Kelvin ( K) eģeli için baģlangıç noktası olup sıfır Kelvine ( o K) eģittir. Yani 273 o C = 0 o K Sıcaklık; Celcius ( C) türünden (t) ile Kelvin ( K) türünden (T) ile gösterilir. Bu iki sıcaklık arasında T = t bağıntısı vardır. Örnek: 25 C sıcaklık derecesini, Kelvin ( K) sıcaklık derecesi cinsinden bulunuz. Çözüm: T = t formülünde bilinen değer yerine yazılırsa T = = 298 K olarak bulunur. Örnek : Bir gazın sıcaklığı 500 K ise bu kaç C dir? Çözüm: T = t formülünde bilinen değer yerine yazılırsa 500 = t Ş t = Ş t = 227 C Örnek: 45 C mi yoksa 315 K mi daha yüksek sıcaklıktır? Çözüm: Bu iki sıcaklık derecesi aynı birime dönüģtürülmelidir. Bu örnekte sıcaklık derecesini K ye dönüģtürelim. T = t Ş T = Ş T = 318 K 45 C nin K cinsinden karģılığı 318 K Bu durumda 45 C, 315 K den daha yüksek sıcaklıktır Charles Yasası Resim 2.1: Uçan balonlar Gazlar ısıtıldıklarında genleģirler. Gazların genleģmesi, katı ve sıvılardan farklı olarak gazın cinsine bağlı değildir. Hangi gaz olursa olsun artan sıcaklıkla aynı oranda genleģir. 11

16 ġekil 2.1: Sabit basınç altında gazların sıcaklıkla hacminin değiģimi ġekil 2.1 de görüldüğü gibi sıcaklık K cinsinden 2.5 kat artırıldığında gazın hacmi de aynı oranda artmaktadır. Bu gazın kütlesi değiģmemiģtir fakat özkütlesi 2,5 kat azalmıģtır. Gazların özkütlesi azalınca atmosferde daha yukarılara çıkar. Uçan balonlar, gazların bu özelliğinden yararlanılarak uçurulmaktadır. Balonun içindeki gaz, ısıtılarak genleģtirilir; genleģen gazın özkütlesi azalır. Bu durumda Resim 2.1 de görüldüğü gibi balonlar da havada uçar. Grafik 2.2: Sabit basınç altında gazların sıcaklıkla hacim değiģimi Fransız bilim adamı Jacques Charles, kapalı kapta kütlesi değiģmeyen bir gazın sabit basınç altında, sıcaklıkla hacimlerinin değiģimini incelemiģ ve kendi adı ile anılan yasayı ortaya atmıģtır. Charles yasası; Kütlesi değiģmeyen bir gazın sabit basınçta hacmi, mutlak sıcaklıkla doğru orantılı olarak değiģir. Ģeklinde ifade edilmektedir. T 1 = Ġlk sıcaklık ( K) V 1 = Ġlk hacim ( l) T 2 = Ġkinci sıcaklık ( K) V 2 = Ġkinci hacim ( l ) ise; 12

17 Charles kanunu; V T Ģeklinde formüle edilir. V = Ş V1 T2 = V2T 1 (P sabit) T ġekil 2.2: Sabit basınç altında gazların sıcaklıkla hacminin değiģimi Örnek: Belirli bir miktardaki gazın sabit basınç altında 0 C deki hacmi, 1 litredir. Basınç değiģimi olmadan gazın sıcaklığı 273 o C ye çıkartılırsa hacmi kaç litre olur? Cevap: T 1 = t 1 T 1 = T 1 =273 K olarak bulunur. T 2 = t 2 T 2 = T 2 =546 K olarak bulunur. V 1 =1 litre. VT 1 2 = V2 T1 Ş = V V2 = Ş V2 = 2 l olur. 273 Örnekte de görüldüğü gibi sıcaklık, Kelvin ( K) birimi cinsinden iki katına çıkarılırsa hacim de iki katına çıkmaktadır

18 UYGULAMA FAALĠYETĠ UYGULAMA FAALĠYETĠ Gazlarda hacim sıcaklık iliģkisini tespit ediniz. Kullanılan araç gereçler: Gaz toplama düzeneği, cam balon, kuru buz, metre, renkli sıvı, mesnet, ısıtma düzeneği ĠĢlem Basamakları 500 mɩ lik bir cam balon alınız. Öneriler Balonun kuru ve temiz olmasına dikkat ediniz. Ağız kısmının sağlam ve Ģilifli olmasına dikkat ediniz. Gaz sızmasını önlemek için ağız kısmını vazelinleyiniz. Gaz toplama düzeneğini kurunuz. Tek delikli mantar seçiniz. Gaz toplama borusunun ucunu mantara takarken vazelinleyiniz. Gaz toplama borusunu mantara takarken cam boruyu bez ile tutunuz. Cam balonu mesnetle sabitleyiniz. Düzeneği cam balona bağlayınız. Balonu kırmamaya dikkat ediniz. Cam balona mantarı takarken hava sızmasını önleyiniz. Mantarı hafif çevire çevire cam balona takınız. Balonu bek alevinde yavaģ yavaģ ısıtınız. 14 Laboratuvar güvenlik kurallarına uyunuz.

19 Beki kuralına uyarak yakınız. Isıtma iģlemini beki gezdirerek yaparsanız havanın genleģmesini daha kolay yönlendirebilirsiniz. Bek alevini gezdirerek tutunuz. GenleĢerek çıkan gazı gaz toplama düzeneğinde toplayınız. GenleĢen havayı, gaz toplama tüpünün dıģına kaçırmayınız. GenleĢen hava miktarını gaz toplama tüpünün ölçeğini geçirmeyiniz. Gaz toplama tüpünde toplanan hava miktarını ölçerek not ediniz. ĠĢlemi durdurmaya cam balonunun ağzındaki mantarı çıkararak baģlayınız. Beki kapatınız. Malzemeleri temizleyiniz. Deney ile ilgili rapor yazınız. Vazelini sıcak su ile temizleyiniz. Toplanan hava miktarını rapor ediniz. 15

20 KONTROL LĠSTESĠ Bu faaliyet kapsamında aģağıda listelenen davranıģlardan kazandığınız beceriler için Evet, kazanamadığınız beceriler için Hayır kutucuğuna (X) iģareti koyarak kendinizi değerlendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1 ĠĢ güvenliği kurallarına uydunuz mu? mɩ lik bir cam balon aldınız mı? 3 Gaz toplama düzeneğini kurdunuz mu? 4 Cam balonu mesnetle sabitlediniz mi? 5 Düzeneği cam balona bağladınız mı? 6 Balonu bek alevinde yavaģ yavaģ ısıttınız mı? 7 GenleĢerek çıkan gazı, gaz toplama düzeneğinde topladınız mı? 8 Deney ile ilgili rapor yazdınız mı? DEĞERLENDĠRME Değerlendirme sonunda Hayır Ģeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız Evet ise Ölçme ve Değerlendirme ye geçiniz. 16

21 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME AĢağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği iģaretleyiniz C nin K cinsinden değeri aģağıdakilerden hangisidir? A) 273 B) 300 C) 400 D) K nin C cinsinden değeri aģağıdakilerden hangisidir? A) 27 B) 127 C) 273 D) Mutlak sıcaklığın baģlangıç derecesi kaç C dır? A) 0 B) 273 C) 273 D) Sabit basınç altında, 27 C sıcaklıkta hacmi 10 litre olan bir gazın sıcaklığını 177 C ye çıkardığımızda hacmi kaç litre olur? A) 12 B) 14 C) 15 D) Sabit basınç altında -23 C sıcaklıkta hacmi 10 litre olan bir gazın sıcaklığını kaç C ye çıkardığımızda hacmi 15 litre olur? A) 375 B) 272 C) 300 D) 102 AĢağıdaki cümlelerde boģ bırakılan yerlere doğru sözcükleri yazınız. 6. Sabit basınç altında gazın sıcaklığı artırıldığında... artar. 7. Sabit basınç altında gazın hacmini artırmak için... artırılmalıdır noktasında hiç bir madde gaz hâlinde bulunmaz K derecesi...sıcaklık eģelinin baģlangıcı sayılır. 10. Sabit basınç altında gazların hacimleri ile sıcaklıkları...orantılıdır. DEĞERLENDĠRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karģılaģtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki öğrenme faaliyetine geçiniz. 17

22 ÖĞRENME FAALĠYETĠ-3 AMAÇ ÖĞRENME FAALĠYETĠ-3 Gazlarda sıcaklık ve basınç iliģkisini inceleyebileceksiniz. ARAġTIRMA Bisiklet lastiğini ĢiĢirirken kullanılan hava pompasının içindeki hava, ısınır. Nedenini araģtırınız. Maddelerin gaz hâlindeki hacmi, katı ve sıvı hâllerine göre daha fazladır. Nedenini araģtırınız. 3. GAZLARDA SICAKLIK VE BASINÇ ĠLĠġKĠSĠ 3.1. Gay - Lussac Yasası Sabit hacimli kapalı bir kapta bulunan belirli miktardaki gazın sıcaklığı artırılırsa gaz moleküllerinin kinetik enerjisi artar. Kinetik enerji Ek=1/2 mv 2 formülü ile gösterilir. Formülde (m) gaz molekülünün kütlesini, (v) ise molekülün hızını belirtir. Formülden de anlaģıldığı gibi kinetik enerjinin artması molekülün hızının (v) artmasından dolayıdır. Hızlı hareket eden moleküller, kabın çeperlerine daha sık ve daha kuvvetlice çarpar. Bu durumda gazın basıncı artar. Kaptaki gazın sıcaklığı düģürülürse gaz basıncı azalır. Gazlarda sıcaklıkla basınç arasındaki bu iliģki, ilk defa Fransız bilim adamı Joseph Gay Lussac tarafından incelenmiģtir Gay Lussac yasası; Kütlesi değiģmeyen bir gazın, sabit hacimde sıcaklığı ile basıncı birbiri ile doğru orantılı olarak değiģir. Ģeklinde ifade edilmektedir. Gazlarla ilgili değiģkenler; T 1 = Ġlk sıcaklık ( K) P 1 = Ġlk basınç ( atm.) T 2 = Ġkinci sıcaklık ( K) P 2 = Ġkinci basınç ( atm. ) Ģeklinde ifade edilirse, 18

23 Gay Lussac yasası; P T P = Ş P1 T2 = P2T 1 T Ģeklinde formüle edilir. Örnek: Resim 3.1 (a) da buza batırılmıģ ( 0 C) kaptaki CO 2 gazının basıncı, 1 atm. dir. Bu kap (b) deki kaynamakta olan (100 C) suya batırıldığında basınç kaç atm. olur? Cevap: P 1 = 1 atm. Sıcaklıkları Kelvin cinsinden yazalım, T 1 =273+t 1 den T 1 =273+0 T 1 =273 K T 2 =273+t 2 den T 2 = T 2 =373 K P1 T2 = P2 T1 Ş = P Ş P2 = 1,37 atm. (a) ġekil 3.1: (b) a) Buz içine batırılmıģ CO2 içeren cam balon b) Kaynamakta olan suya batırılmıģ CO2 içeren cam balon Gazlar sabit hacimli kaplara doldurulurken soğutulursa hacmi azalacağından daha çok miktarda gaz, kaplara doldurularak taģınabilir. 19

24 Grafik 3.1: Sabit hacimdeki gazlarda sıcaklık basınç iliģkisi Amontons Yasası Amontons kanunu, Gay Lussac kanununun baģka bir ifade Ģeklidir. Bir kap içindeki gazın basıncı, gaz ısıtıldığı zaman artmaktadır. Basınç ve sıcaklık arasındaki matematiksel iliģki, hacim ve sıcaklık iliģkisine benzemektedir. Hacim sabit tutulduğunda bir gazın basıncı direkt olarak mutlak sıcaklık ile değiģiklik göstermektedir. P= k.t P: Basınç (atm.) T: Sıcaklık ( K) k: Sabit olup değeri gazın miktarına ve hacmine bağlıdır. Bu genelleģtirme Amontons kanunu olarak adlandırılır. Örnek: 0 C de 10 litrelik bir kap, 2 atm. lik bir gaz ile doldurulmuģtur. Hangi sıcaklıkta kabın içindeki basınç, 2,5 atm. olur? Çözüm: V sabit P 1 =2atm. P 2 =2,5 atm. T 1 =273 K T 2 =? P T = P T Ş 2.T = 2,5.273 Ş o T = 342 K o T = t Ş 341= t Ş t = 68 C olur 3.2. BirleĢtirilmiĢ Gaz Yasaları ve Genel Gaz Denklemi Gaz yasaları ve eģitlikleri hatırlanırsa; Boyle Mariotte yasası = P1 V1 = P2 V (T sabit) Charles yasası = VT 1 2 = V2T 1 (P sabit) Gay Lussac yasası = PT 1 2 = P2 T1 (V sabit) Ģeklinde formüle edilmiģti. 20

25 Dikkat edilirse gaz yasalarında gazlarla ilgili 4 değiģkenden (mol sayısı, basınç, hacim ve sıcaklık) ikisi sabit tutulurken diğer ikisinin birbiri ile olan değiģimi incelenmektedir. Oysa gerçekte bu kuralı uygulamak biraz güçtür. Bu nedenle bu değiģkenlerin üçünün ya da dördünün aynı anda değiģtiği durumlarda hesaplamaların nasıl yapıldığının bilinmesi gerekir. Buna göre; Boyle Mariotte yasasında sabit sıcaklıkta gazın basıncı P 1 den P 2 ye değiģtirildiğinde hacim V 1 den V 2 1 gibi bir ara konuma değiģir. P V = P V Ş V = PV ı ı P2 Bu kez Charles yasasına göre, gazın basıncını yukarıda değiģtirdiğimiz P 2 de sabit tutarak sıcaklığını T 1 den T 2 ye değiģtirdiğimizde hacmi V 1 2 ara konumundan V 2 son konumuna değiģir. T V = T V Ş V = TV ı ı T2 olur. V 2 1 ler birbirine eģitlenirse; P V T V P V P V = Ş = P T T T eģitliği elde edilir. Bu denkleme genel gaz denklemi adı verilir. Böylece gazlarla ilgili üç yasa birleģtirilmiģ olur. EĢitlik, sadece birinci ve ikinci durum ile sınırlı değildir. Ancak ilk hâlden son hâle giderkenki ara hâller önem taģımaz. Önemli olan gazın baģlangıç hâli olan ilk konumu ile bütün değiģimlerden sonraki (ara hâller) konumu olan son hâli önemlidir. Örnek: 0 o C de 2 atm. basınç altında hacmi 10 l olan bir gazın 273 o C ve 1 atm. basınç altındaki hacmi kaç l dir? Çözüm: P 1 =2atm. P 2 = 1atm. V 1 =10 l V 2 =? t 1 = 0 o C T 1 =273+t 1 T 1 = T 1 = 273 o K dir. t 2 =273 o C T 2 = T 2 = 546 o K dir. P1 V1 P2 V V2 = Ş = Ş V2 = 40 l olur. T T

26 3.3. Avogadro Yasası Katı ve sıvıların hacmi, basınç ve sıcaklığa bağlı olarak büyük oranlarda değiģmez. Gazların hacimleri ise basınç ve sıcaklığa bağlı olarak büyük oranlarda değiģiklik gösterir. Bu durumda 1 mol gazın hacmi, basınç ve sıcaklık koģullarına göre farklılıklar gösterir. ġekil 3.2: Aynı Ģartlardaki gazların eģit hacimlerinde eģit sayıda molekül vardır Avagadro ilkesine göre; Aynı sıcaklık ve basınçta bütün gazların eģit hacimlerinde eģit sayıda tanecik bulunur. Ya da aynı Ģartlarda bulunan gazların birer mollerinin hacimleri birbirine eģittir. ÇeĢitli gazlarla yapılan ölçümlerde; 0 C sıcaklık ve 1 atmosfer basınçta (normal Ģartlar altında) tüm gazların 1 molünün 22,4 litre hacim kapladığı görülmektedir. Bu hacme gazların normal Ģartlar altındaki (N.ġ.A) molar hacmi denir ve V o ile gösterilir. Aynı koģullar altında bulunan iki ayrı gazın mol sayılarının oranı, gazların hacimlerinin oranına eģittir. Buna göre bu ifadeyi bir orantı ile formüle edebiliriz. n n = V 1 1 V 2 2 n 1 = Birinci gazın mol sayısı V 1 = Birinci gazın hacmi(l) n 2 = Ġkinci gazın mol sayısı V 2 = Ġkinci gazın hacmi(l) Örnek: Belirli sıcaklık ve basınç altında 2 mol hidrojen gazının 20 l hacim kapladığı koģullarda 0,5 mol karbondioksit gazı kaç l hacim kaplar? Çözüm: n 1 =2 mol (H 2 gazının mol sayısı ) V 1 = 20 L(H 2 gazının hacmi) n 2 = 0,5 mol (CO 2 gazının mol sayısı) V 2 =? (CO 2 gazının hacmi) n1 V = Ş = Ş V2 = 5l n2 V2 0, 5 V2 Bütün gazların birer molleri Avogadro sayısı (6, ) kadar molekül içerir. 22

27 Örneğin; 1 mol H 2 gazında 6, tane H 2 molekülü, 1 mol CO 2 gazında 6, tane CO 2 molekülü vardır. Gaz hâlindeki elementler arasında gerçekleģen kimyasal tepkimelerden önce ve sonra aynı koģullardaki hacmi ölçülerek Avogadro yasası yardımı ile molekül formülü bulunabilir. Bunu bir örnekle açıklayalım: Hidrojen gazı ile oksijen gazı tepkimeye girerek su molekülünü oluģturur. 2 hacim hidrojen gazı + 1 hacim oksijen gazı 2 hacim su buharı Hacimlerin oranı mol sayılarının oranına eģit olduğuna göre su molekülündeki hidrojenin mol sayısı (n 1 ) ile oksijenin mol sayısının (n 2 ) oranı; n1 2 = dir. n 1 2 Su molekülü; 2 mol hidrojen gazı ile 1 mol oksijen gazının birleģmesi ile oluģmuģtur. Su molekülünün formülü de H 2 O olarak bulunur. Benzer Ģekilde amonyağın formülü de bulunabilir; 3 hacim hidrojen gazı + 1 hacim azot gazı 2 hacim amonyak gazı Hacimlerin oranı mol sayılarının oranına eģit olduğuna göre amonyak molekülünde, hidrojenin mol sayısı (n 1 ) ile azotun mol sayısının (n 2 ) oranı; n1 3 = dir n 1 2 Amonyak molekülü; 3 mol hidrojen gazı ile 1 mol azot gazının birleģmesi ile oluģmuģtur. Amonyak gazının molekül formülüde NH 3 olarak bulunur Ġdeal Gaz Denklemi Gazlar için ileri sürülen varsayımlara ve gaz yasalarına uyan gazlara ideal gaz denir. Gerçekte hiç bir gaz ideal değildir. Gazlar, ideallikten az ya da çok sapma gösterir. Gazlar, düģük basınç ve yüksek sıcaklıklarda ideal gaz davranıģlarına yakın davranıģ gösterir. P1 V1 P2 V2 = Ģeklinde ifade ettiğimiz genel gaz denkleminde, Ģartlardan biri T1 T2 normal Ģartlar olursa (Normal ġartlar Altında P 0 = 1 atm., V 0 = 22,4 l/mol, T 0 = K ) PV PV 1 1 o o = olur. Sabit değerler yerine konulursa, T T 1 o 23

28 P V = 1atm.22, 4 l Ş P V = T1 273 K T1 0 0,082.atm / mol. K l olur. Ġndisler kaldırılır, 0,082 değerinin sabiti olan ve genel gaz sabiti adını alan R yerine konulursa; P.V = R.T eşitliği ele geçer.bu eģitlik bir mol g az için ideal g az denklemi adını alır. Denklem n mol ideal gaz için yazılırsa; P.V = n.r.t olur. Bu eģitliğe ideal gaz denklemi denir. Denklemde; P = Basınç (atm.) V = Hacim (l) T = Mutlak sıcaklık ( K) n = Mol sayısı R = Genel gaz sabiti olup değeri 0,082 l atm./mol K dir. R sabitinin diğer birimlerden de değerleri vardır. Gazlarla ilgili hesaplamalarda sadece l atm./mol K cinsinden değeri olan 0,082 kullanılır. Sayısal değeri Birimi 0,08205 l atm./mol o K 1,987 cal/mol o K 8,314 Joule/mol o K 8, Erg /mol o K Tablo 3.1: R sabitinin bazı birimlere bağlı olarak değeri 24

29 ġekil 3.3: a) 1. kaba basınç uygulanırsa gazın hacmi azalır (Boyle Mariotte kanunu) b) 1. kabın sıcaklığı artırılırsa gazın hacmi artar (Charles kanunu) c) 1. kaptaki gazın mol sayısını artırırsak hacmi artar (Avogadro kanunu) Örnek: Normal Ģartlar altında (NġA) 2 mol CO 2 gazının hacmini kaç l dir? Çözüm: NġA'nın anlamı, 0 o C ve 1 atm. basınç demektir. Buna göre; t 1 =0 o C T=273+0 T=273 o K P= 1 atm. n= 2 mol R=0,082 l atm./mol o K dir. Bilinenler formülde yerlerine yazılırsa; P.V = n.r.t Ş 1.V = 2.0, Ş V = 44,8 l olur. Örnek: 2 atm. basınç altında 273 K sıcaklıkta 10 litrelik bir kap kaç mol H 2 gazı alabilir? Çözüm: P=2 atm. V=10 l T=273 K R=0,082 l atm. / K mol alınır, P.V = n.r.t Ş 2.10 = n.0, Ş n = 0,89 mol bulunur. Ġdeal gaz denkleminde gazın kütlesi kullanılmak istenirse n yerine; 25

30 m n = bağıntısındaki eģitlik alınır ve yerine yazılırsa; M A formülü elde edilir. PV = m M Bu bağıntıdaki, m = Gazın gram cinsinden kütlesidir. M A = Gazın gram cinsinden mol kütlesidir Örnek: 2 atm. basınç altında 546 K sıcaklıkta 1,6 g CH 4 gazı kaç l hacim kaplar? (CH 4 =16g/mol) A RT Çözüm: P = 2 atm. T = 546 K M = 1,6 g M A =16 g/mol m 1,6 PV = RT Ş 2.V =.0, M 16 Ş V = 2, 24 l hacim kaplar A 26

31 Ġdeal gaz denkleminde gazın yoğunluğu kullanılmak istenirse; m d = eģitliğine göre m = d. V dir. Denklemde m yerine d.v yazılırsa; V d.v PV = RT bağıntısı elde edilir. Ġki taraftaki V 'ler sadeleģtirilirse buradan da; M A formülü elde edilir. d = Gazın özkütlesi (g/ l) P = d M Formülden de görüldüğü gibi bir gazın özkütlesi; basınca, sıcaklığa ve gazın molekül kütlesine bağlıdır A RT Örnek: 2 atm. de 273 o K de CO 2 gazının özkütlesi kaç g/ l dir? (CO 2 :44g/mol) Çözüm: P = 2 atm. T = 273 o K M A = 44 g/mol d =? d d P = RT Ş 2 =.0, T Ş d = 3, 93 g / l olur. M 44 A Sabit sıcaklıkta kütlesi değiģmeyen bir gazın basıncı, özkütlesi (d) ile doğru orantılıdır. EĢitlikte; P 1 = Ġlk basınç (atm.) d 1 = Ġlk özkütle (g/ l) P d = P 1 2 d 1 2 P 2 = Ġkinci basınç (atm.) d 2 = Ġkinci özkütle (g/ l) dir. Örnek: Sabit sıcaklıkta 1 atm. basınç altında özkütlesi 0,7 g/ l olan bir gazın aynı sıcaklıkta 4 atm. basınçtaki özkütlesi kaç g/l olur? Çözüm: P 1 = 1 atm. P 2 = 4 atm. d 1 = 0,7g/ l d 2 =? P1 P2 1 4 = Ş = Ş d2 = 2,8 g/l bulunur. d d 0, 7 d

32 Örnekte de görüldüğü gibi gazın basıncı artınca özkütlesi de artar. Örnek: Sabit sıcaklıkta 2 atm. basınç altında özkütlesi 2,6 g/l olan bir gazın özkütlesini 0,647 g/l ye değiģtirmek için gazın basıncı kaç atm. olmalıdır? Çözüm: d 1 =2,6 g/l d 2 =0,647 g/l P 1 =2 atm. P 2 =? P1 P2 2 P2 = Ş = Ş P2 = d d 2,6 0, , 497 atm Sabit sıcaklıkta gazın özkütlesini azaltmak için basıncını azaltmak veya hacmini artırmak gerekir. Gazların kinetik teorisi Gazlar, katı ve sıvılara göre farklı davranıģ gösterir. Gazların sıkıģtırılabilme, genleģme, yayılma gibi farklı davranıģlarının nedenleri hakkında yapılan araģtırmalar sonucu kinetik teori (kuram) önerilmiģtir. Gaz Sıvı Katı ġekil 3.4: Katı, sıvı ve gaz taneciklerinin görünüģü 28

33 Kinetik teoriye göre; ġekil 3.5: Gaz moleküllerinin hareketleri Gazlar her yöne doğru sınırsız hareket eden taneciklerden oluģmuģtur. Gaz molekülleri arasındaki boģluk yanında taneciklerin kendi hacimleri yok sayılabilecek kadar küçüktür. Bu nedenle gazlar sıkıģtırılabilir. Taneciklerin her birinin davranıģı diğer taneciklerin bulunmasından etkilenmez. Gazları oluģturan tanecikler, birbirleriyle ve bulundukları kabın iç yüzeyleriyle çarpıģır. ÇarpıĢmalar sırasında hızları ve hareket yönleri sürekli değiģir. Tanecikler çarpıģmalar sırasında değiģikliğe uğramaz. ÇarpıĢmadan önce ve sonraki toplam kinetik enerji sabittir. Ancak moleküllerin tek tek kinetik enerjileri değiģir. Gaz molekülleri sıcaklık yükseldiğinde daha hızlı, sıcaklık düģtüğünde daha yavaģ hareket eder. Molekül kütleleri küçük ya da büyük olsun, aynı sıcaklıkta tüm gazların moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri aynıdır. Fakat hızları farklıdır. Gaz tanecikleri birbirlerinden oldukça uzakta bulunduklarından aralarında çekim kuvveti yoktur. Bu nedenle birbirlerinden bağımsız hareket ederler. Gazların yayılma hızları Aralarında kimyasal bir tepkime vermeyen gazlar, birbiri içinde her oranda yayılarak homojen bir karıģım oluģturur. Gazların birbirleri içinde veya boģlukta yayılmasına difüzyon denir. 29

34 ġekil 3.6: Gazların yayılması Molekül kütleleri farklı olan gazların yayılma hızları da farklıdır. Belirli sıcaklıktaki bir gazın moleküllerinin hızı birbirinden farklı olduğu hâlde ortalama kinetik enerjileri birbirine eģittir. Buna göre; (K.E) 1 = (K.E) 2 yazılabilir. M A1 = Birinci gazın mol kütlesi M A2 = Ġkici gazın mol kütlesi v 1 = Birinci gazın yayılma hızı v 2 =Ġkinci gazın yayılma hızı, olduğuna göre, MA1v1 = MA2v2 yazılabilir. Buradan gerekli düzenlemeler yapılırsa; 2 2 v v = M 1 A2 M 2 A1 EĢitliği elde edilir. Formüle göre; aynı sıcaklıktaki gazların difüzyon hızları, molekül kütlelerinin karekökü ile ters orantılıdır. Bu yasaya Graham difüzyon yasası denir. Örnek: Hidrojen gazının yayılma hızının 10 m/s olduğu koģullarda oksijen gazının yayılma hızı kaç m/s olur? Hesaplayınız. (H 2 : 2 g/mol, O 2 :32 g/mol ) Çözüm: v 1 = Hidrojen gazının yayılma hızı 10 m/s M A1 = Hidrojen gazının kütlesi 2 g /mol v 2 =? Oksijen gazının yayılma hızı M A2 = Oksijen gazının kütlesi 32 g/mol 30

35 v1 MA = Ş = Ş v2 = 2,5 m / s v M v 2 2 A1 2 Bu örnekte de görüldüğü gibi oksijen gazının molekül kütlesi büyük olduğundan hidrojene göre daha yavaģ yayılır. Gazların molekül kütleleri özkütleleri ile doğru orantılıdır. Bu nedenle Graham difüzyon yasası; Formülde; v M d = = v M d 1 A2 2 2 A1 1 M A1 = Birinci gazın mol kütlesi M A2 = Ġkinci gazın mol kütlesi v 1 = Birinci gazın yayılma hızı v 2 = Ġkinci gazın yayılma hızı d 1 = Birinci gazın özkütlesi (g/ l) d 2 = Ġkinci gazın özkütlesi (g/ l) Formülde de görüldüğü gibi gazların yayılma hızı öz kütlelerinin karekökü ile ters orantılıdır. Özkütlesi büyük olan gaz daha yavaģ yayılır. Örnek: Özkütlesi 0,18 g/l olan bir gazın yayılma hızının 20 m/s olduğu koģullarda yayılma hızı 5 m/s olan gazın özkütlesi kaçtır? Çözüm: v 1 = 20 m/s d 1 = 0,18 g/ l v 2 = 5 m/s d 2 =? v1 d2 20 d2 = Ş = Ş d2 = 2,88 g/ l olarak bulunur. v d 5 0, Aynı sıcaklıktaki küçük kütleli gaz moleküllerinin yayılma hızları, büyük kütleli gaz moleküllerinin yayılma hızlarından daha büyüktür. Kapta bulunan gazlar çevreye yayılırken küçük moleküllü gazlar kaptan daha kısa sürede difüzlenir. Molekül kütleleri farklı iki gazın difüzlenme süreleri t 1 ve t 2 difüzlenme hızları v 1 ve v 2 ile ters orantılıdır. v v t = yazılabilir. t U 238 U Difüzyon yolu ile gazlar bir birlerinden ayrılabilir. Bu yolla izotopları izotopundan ayrılır. Grahamın difüzyon yasasına göre gazların molekül kütleleri dikkate alınır ve v v t v1 t2 MA2 = formülünü yeniden düzenlenirse = = formülü oluģur. t v t M A1 31

36 Bu formül t t M = Ģeklinde yazılır. Bu formülde; 2 A2 M 1 A1 t 1 : Birinci gazın difüzlenme süresi, t 2 :Ġkinci gazın difüzlenme süresidir. Örnek: Küçük bir delikten 1 l Oksijen gazı ve 1 l X gazının aynı Ģartlarda ayrı ayrı difüzyon süreleri sırası ile 20 dakika ve 5 dakikadır. Oksijenin molekül kütlesi 32 g/mol olduğuna göre X gazının molekül kütlesi kaç g/mol dür? Çözüm: t 1 = 20 dk. M A1 = 32 g/mol t 2 = 5 dk. M A2 =? X gazının mol kütlesi t2 MA2 5 MA2 = Ş = Ş MA2 = 2 g/mol t M A1 32

37 UYGULAMA FAALĠYETĠ UYGULAMA FAALĠYETĠ Gazlarda sıcaklık-basınç iliģkisini tespit ediniz ve gazların difüzyonunu ölçünüz. Kullanılan araç gereçler: U borusu, delikli mantar, cam balon, kuru buz, metre, renkli sıvı, mesnet, ısıtma düzeneği ĠĢlem Basamakları Öneriler Gazlarda sıcaklık-basınç iliģkisini tespit ediniz. U Ģeklinde cam boru alınız. U borusu kuru ve temiz olmalıdır. U borusunu yarısına kadar renkli sıvı ile doldurunuz. U borusuna konacak sıvının özkütlesi büyük olmalıdır (Örnek: Cıva). U borusu kolay kırılabilir. U borusuna sıvı doldururken dikkatli olunuz. U borusundaki sıvı seviyesi her iki kolda da eģit olmalıdır. U borusunu bir ucundan mantar kullanarak bir cam balona bağlayınız. U borusunu plastik hortuma bağlarken U borusu bezle tutulmalıdır. U borusunu plastik hortuma bağlarken U borusunun ucunu vazelinleyiniz. Düzeneği mesnet kullanarak sabitleyiniz. Düzeneğin sağlam olmasına dikkat ediniz. 33

38 Isıtma düzeneği kurunuz. Dikkatli ve titiz çalıģınız. U borusundaki sıvı seviyesini ölçünüz. Sıvı seviyesi U borusunun yarısını geçmemelidir. Cam balonunu ısıtınız. Bek alevinin düģük ayarda olmasına dikkat ediniz. Isıtma yaparken beki elle tutarak kontrollü ısıtma yapınız. Isıtma yaparken U borusundaki sıvı gözlenmelidir. U borusundaki sıvı seviyesini tekrar ölçünüz. ġeffaf cetvel kullanmaya özen gösteriniz. U borusunun kollarındaki sıvı seviyeleri arasındaki farka dikkat ediniz. 34

39 Sonuçları gözlemleyiniz. Deney ile ilgili rapor yazınız. Gazın basıncındaki değiģmeyi hesaplayınız. Sonuçları öğretmene bildiriniz. Araç gereçleri temizleyiniz ve öğretmene teslim ediniz. Gazların difüzyonunu ölçünüz. Laboratuvarın bir köģesine ağzı açık olarak bir miktar kolonya koyunuz. Bir süre sonra laboratuvarda kolonya kokusunu hissediniz. Olay hakkında yorum yapınız. Ağzı geniģ bir kaba koyarsanız yayılma daha çabuk olur. Laboratuvarda baģka kokulu gaz olmamasına dikkat ediniz. Olayı açıklamaya çalıģınız. 35

40 KONTROL LĠSTESĠ Bu faaliyet kapsamında aģağıda listelenen davranıģlardan kazandığınız beceriler için Evet, kazanamadığınız beceriler için Hayır kutucuğuna (X) iģareti koyarak kendinizi değerlendiriniz. Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır 1 ĠĢ güvenliği kurallarına uydunuz mu? 2 ÇalıĢma önlüğünü giydiniz mi? 3 U Ģeklinde cam boru aldınız mı? 4 U borusunu yarısına kadar renkli sıvı ile doldurdunuz mu? 5 U borusunu bir ucundan mantar kullanarak bir cam balona bağladınız mı? 6 Düzeneği mesnet kullanarak sabitlediniz mi? 7 Isıtma düzeneği kurdunuz mu? 8 U borusundaki sıvı seviyesini ölçtünüz mü? 9 Cam balonu ısıttınız mı? 10 U borusundaki sıvı seviyesini tekrar ölçtünüz mü? 11 Sonuçları gözlemlediniz mi? 12 Deney ile ilgili rapor yazdınız mı? 13 Laboratuvarın bir köģesine ağzı açık olarak bir miktar kolonya koydunuz mu? 14 Bir süre sonra laboratuvarda kolonya kokusunu hissettiniz mi? 15 Olay hakkında yorum yaptınız mı? DEĞERLENDĠRME Değerlendirme sonunda Hayır Ģeklindeki cevaplarınızı bir daha gözden geçiriniz. Kendinizi yeterli görmüyorsanız öğrenme faaliyetini tekrar ediniz. Bütün cevaplarınız Evet ise Ölçme ve Değerlendirme ye geçiniz. 36

41 ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME ÖLÇME VE DEĞERLENDĠRME AĢağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği iģaretleyiniz. 1. Sabit hacimli bir kapta bulunan bir gazın 0 o C sıcaklıktaki basıncı 4 atm. dir. Gazın sıcaklığın 546 K ye çıkarılırsa basıncı kaç atm. olur? Hesaplayınız. A) 6 B) 8 C) 10 D) Sabit hacimli bir kapta bulunan bir gazın 273 o C sıcaklıktaki basıncı 2 atm. dir. Gazın sıcaklığın kaç o C olursa basıncı 6 atm. olur? Hesaplayınız. A) 273 B) 546 C) 819 D) mol CO 2 gazı normal Ģartlar altında (0 o C, 1 atm.) kaç litre hacim kaplar? A) 10 B) 22,4 C) 20 D) 44, ,2 litrelik bir kaba normal Ģartlar altında (0 o C, 1 atm.) kaç mol CO 2 gazı doldurulabilir? A) 0,5 B) 1 C) 1,5 D) 2 5. P V n R T eģitliğinde hangi değiģkenin birimi atm. dir? A) n B) V C) P D) T 6. AĢağıdaki maddelerden hangisinin hacmi, artan basınçla büyük oranda azalır? A) Demir B) Su C) Hava D) Toprak 7. AĢağıdaki maddelerden hangisinin yayılma hızı en büyüktür? (H:1,O:16, C: 12, N:14, S:32 P:31) A) NH 3 B) H 2 S C) PH 3 D) C 2 H 5 OH 8. Özkütlesi verilen gazlardan hangisinin yayılma hızı en büyüktür? A) 0, 2 g/cm 3 C) 1,2 g/cm 3 B) 0,1 g/cm 3 D) 3 g/cm 3 9. Helyumun (He) yayılma hızının 100 m/s olduğu koģullarda yayılma hızı 50 m/s olan gazın mol kütlesi kaç g/mol dür? (He:4) A) 2 B) 8 C) 16 D) Özkütlesi 0,1 g/cm 3 olan bir gazın yayılma hızının 10 m/s olduğu koģullarda yayılma hızı 5 m/s olan gazın özkütlesi kaç g/cm 3 tür? A) 1 B) 0,8 C) 0,2 D) 0,4 AĢağıdaki cümlelerde boģ bırakılan yerlere doğru sözcükleri yazınız. 11. Manometre balonundaki gaz ısıtıldığında, gazın... artar. 12. Belirli miktardaki bir gazın basıncı, mutlak... doğru orantılıdır. 37

42 13. 0 o C de 1atm. basınç altında 1 mol gazın hacmi... litredir. 14. Bütün gaz yasalarına uyan gazlara... gaz denir. 15. Manometre kapalı kaplardaki gazların... ölçmek için kullanılan alettir. 16. Gazların boģlukta veya diğer gazlar içersinde yayılmasına... denir. 17. Gazlar her yöne doğru hareket eden... oluģmuģtur. 18. Molekül kütlesi küçük olan gazlar diğerlerinden daha... yayılır. 19. Sıcaklıkları eģit olan gazların... enerjileri de eģittir. 20. Gazların yayılma hızı molekül kütlelerinin kare kökü ile...orantılıdır. DEĞERLENDĠRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karģılaģtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Cevaplarınızın tümü doğru ise Modül Değerlendirme ye geçiniz. 38

43 MODÜL DEĞERLENDĠRME AĢağıdaki soruları dikkatlice okuyunuz ve doğru seçeneği iģaretleyiniz o C (mutlak sıfır noktası) kaç K dir? A) 0 B) 100 C) 273 D) "Sabit basınç altında gazların hacimleri mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır." hangi yasanın ifadesidir. A) Charles B) Boyle-Mariotte C) Gay-Lussac D) Graham 3. "Sabit sıcaklıkta gazların hacimleri basınçları ile ters orantılıdır." yasası hangi adla anılır? A) Graham B) Boyle-Mariotte C) Gay-Lussac D) Charles 4. "Sabit hacimli bir kapta bulunan bir gazın basıncı, mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır." yasası hangi adla anılır? A) Graham B) Charles C) Boyle-Mariotte D) Gay-Lussac 5. "Gazların yayılma hızları molekül kütlelerinin karekökü ile ters orantılıdır." yasası hangi adla anılır? A) Gay-Lussac B) Charles C) Graham D) Boyle-Mariotte 6. P V n R T eģitliliği ile ilgili olarak aģağıdakilerden hangisi yanlıģtır? A) P nin birimi Atmosfer dir. C) T nin birimi K B) V nin birimi Litre dir. D) n nim birimi kg dır. 7. Oksijen gazının yayılma hızının 5 m/s olduğu koģullarda hidrojen gazının yayılma hızı kaç m/s dir? A) 1 B) 4 C) 20 D) 40 AĢağıda boģ bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgiler doğru ise D, yanlıģ ise Y yazınız. 8. ( ) Sıcaklıkları ayın olan gazların ortalama kinetik enerjileri eģittir. 9. ( ) Normal Ģartlar altında (0 o C de 1 atm.) bütün gazların 1 mol leri 22,4 litre hacim kaplar. 10. ( ) Gazlar sıkıģtırılabilen akıģkanlardır. DEĞERLENDĠRME MODÜL DEĞERLENDĠRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karģılaģtırınız. YanlıĢ cevap verdiğiniz ya da cevap verirken tereddüt ettiğiniz sorularla ilgili konuları faaliyete geri dönerek tekrarlayınız. Cevaplarınızın tümü doğru ise bir sonraki modüle geçmek için öğretmeninize baģvurunuz. 39

44 CEVAP ANAHTARLARI CEVAP ANAHTARLARI ÖĞRENME FAALĠYETĠ 1 ĠN CEVAP ANAHTARI 1 A 2 C 3 Hacmi 4 Basıncı 5 Ters 6 Artar 7 Hacimdeki 8 Az yere 9 AkıĢkan 10 Artar ÖĞRENME FAALĠYETĠ 2 NĠN CEVAP ANAHTARI 1 C 2 A 3 B 4 C 5 D 6 Hacmi 7 Sıcaklık 8 Mutlak sıfır 9 Mutlak 10 Doğru 40

45 ÖĞRENME FAALĠYETĠ 3 ÜN CEVAP ANAHTARI 1 B 2 D 3 D 4 A 5 C 6 C 7 A 8 B 9 C 10 D 11 Basıncı 12 Sıcaklıkla 13 22,4 14 Ġdeal 15 Basıncı 16 Difüzyon 17 Taneciklerden 18 Hızlı 19 Kinetik 20 Ters MODÜL DEĞERLENDĠRMENĠN CEVAP ANAHTARI 1 A 2 A 3 B 4 D 5 C 6 D 7 C 8 D 9 D 10 D 41

46 KAYNAKÇA KAYNAKÇA BEKAROĞLU Özer, Nüket TAN, Genel Kimya, ĠTÜ Fen Edebiyat Fak, KipaĢ Dağıtımcılık, Ġstanbul, KARACA Faruk, Kimya- 1 Ders Kitabı, Mega yayınları, Ankara, KARACA Faruk, Lise -2 Kimya Ders Kitabı ve Öğretmen kılavuzu, PaĢa Yayınları. KIZILDAĞ Güler, M.Faruk DURSUN, Lise-2 Kimya, Millî Eğitim Yayınları. SARIKAYA Yüksel, Fizikokimya ve Uygulamaları, AÜ Fen Fakültesi, Devlet Kitapları Türk Tarih Kurumu Basımevi, Ankara, UYANIK Ömer Lütfi, Öss ye Hazırlık Kimya Uğur Yayınları, Ġstanbul, YEMENĠCĠ Selami, Kimya Lise -1, BaĢarı Yayınları, Ankara, YILDIZ Salih, Hamza YILMAZ, Esma KILIÇ, Fizikokimya (ATKINS), Bilim Yayıncılık. 42