İçindekiler1. Gazlar............................................................................................................................................2

2. Gazların Özellikleri.......................................................................................................................2

2.1 Gaz Basıncı..........................................................................................................................2

2.1.1 Basınç Kavramı............................................................................................................2

2.2 Sıcaklık..................................................................................................................................4

2.3 Gazların Öz kütlesi..............................................................................................................4

2.3.1 N.Ş.A da Öz kütle:.......................................................................................................4

2.3.2 Herhangi bir şarttaki öz kütle:.....................................................................................4

2.4 Gazların Kısmi basıncı........................................................................................................4

3. BASİT GAZ YASALARI...............................................................................................................5

3.1 Boyle Yasası:........................................................................................................................5

3.2 Charles Yasası:....................................................................................................................5

3.3 Avagadro Yasası:.................................................................................................................5

4. İDEAL GAZ DENKLEMİ..............................................................................................................5

5. İDEAL GAZ DENKLEMİNİN UYGULAMALARI.......................................................................6

5.1 Molekül ağırlığı (mol kütlesi) tayini....................................................................................6

5.2 Gaz yoğunlukları..................................................................................................................6

6. KİMYASAL TEPKİMELERDE GAZLAR....................................................................................7

6.1 Birleşen hacimler yasası.....................................................................................................7

7. GAZ KARIŞIMLARI.....................................................................................................................7

8. SORULAR....................................................................................................................................8

9. Kaynakça.......................................................................................................................................19

10. Kaynakça...................................................................................................................................19

1. Gazlar

Gazlar moleküller arası çekim kuvvetleri en az olan maddelerdir. Gaz molekülleri birbirinden bağımsız hareket ederler. Aralarındaki çekim kuvveti ancak ve sadece London çekim kuvvetidir. Büyük basınç ve düşük sıcaklıklarda sıvılaştırılabilirler. Gaz molekülleri bulundukları yeri her tarafına eşit oranda yayılarak doldururlar. Sonsuz oranda genişleyebilirler. Basınç altında yüksek oranda sıkıştırılabilirler. Yüksek basınçtan alçak basınca doğru çabucak akarlar. Sıcaklık ile basınç doğru orantılıdır. Düşük yoğunlukları vardır.

2. Gazların Özellikleri

2.1 Gaz BasıncıGazların bazı özellikleri herkes tarafından bilinir. Gazlar bulundukları kabın şeklini

alacak şekilde genişler, diğer bir gaz içinde yayılır ve her oranda karışırlar. Klor, brom ve iyot gibi bazı gazlar renkli ise de, genelde gazlar gözle görülmezler. Bide bir gaz içinde görünen parçacıkların olmadığı anlamına gelir. Hidrojen ve metan gazı gibi gazlar yanıcıdır. Diğer taraftan, helyum ve neon gibi gazlar kimyasal tepkimeye duyarsızdır.

Gazların fiziksel davranışını dört özellik belirler: gaz miktarı, hacmi, sıcaklık ve basınç. Bunlardan üçü bilindiği taktirde, diğeri genelde hesaplanabilir. Bunun için, daha sonra ayrıntılı olarak incelenecek olan ve hal denklemi denilen matematiksel bir ifade kullanılır. Miktar, hacim ve sıcaklık gibi özellikler şimdiye kadar belirli ölçüde incelendi. Burada basınç kavramının daha ayrıntılı olarak incelenmesi gerekmektedir.

2.1.1 Basınç Kavramı Bir balon havayla doldurulduğu zaman şişer. Ancak balonu şişirilmiş halde

tutan nedir? Geçerli varsayım, sabit hızdaki gaz moleküllerinin birbirleri ve içinde bulundukları kabın çeperi ile çarpışmasıdır. Gaz molekülleri, bu çarpışma nedeniyle kabın iç duvarlarına bir kuvvet uygularlar. Bu kuvvet balonu genişletir. Bir gazın oluşturduğu toplam kuvveti ölçmek kolay değildir. Bu toplam kuvvet yerine gaz basıncını değerlendirmek yerinde olacaktır. Basınç, birim alana düşen kuvvettir. Başka bir deyişle basınç, bir yüzeye uygulanan kuvvetin, o yüzeyin alanına bölünmesiyle bulunan değerdir.

Sl birim sisteminde kuvvet Newton (N) ve alan metrekare (m2) dir. Birim yüzeydeki kuvvetin (basıncın) birimi ise N/ m2 dir ve pascal adını alır. Buna göre bir pascal N/ m2 lik bir basınçtır.

2.1.1.1 Açık Uçlu Barometre

Açık hava basıncını ölçen aletlerdir. Deniz seviyesinde 76 cm Hg sütununun yüksekliğine ya da yaptığı basınca 1 atmosfer denir.

h yüksekliği kullanılan sıvının cinsine ve atmosfer basıncına bağlıdır. Borunun çapına bağlı değildir. Cıva yerine ( d=13,6 gr/cm3) su kullanılsaydı (d=1gr/cm3) okunacak değer,

h1.d1=h2.d2

76.13,6 = 1.h2 den h2= 1033 cm yani 10,33 metre olurdu. Bu kadar yüksek bir değerle uğraşmak yerine cıva ile daha küçük bir değerle hesap yapmak daha kolaydır. Suyun buharlaşma özelliği bulunduğundan borunun üzerindeki boşluğu doldurarak basıncın yanlış okunmasına sebep olabilir fakat cıva metaldir ve kolay buharlaşmaz.

2.1.1.2 Açık Uçlu ManometrelerBu tür manometrelerde sistem atmosfer basıncına açıktır.

a) Gazın basıncı atmosfer basıncından Büyükse: Cıva açık kolda yükselir ve gazın basıncı atmosfer basıncıyla h yüksekliğinin toplamına eşittir.

b) Gazın basıncı atmosfer basıncından küçükse: Cıva gaza doğru yükselir. Gazın basıncı, Atmosfer basıncından h yüksekliği çıkarılarak bulunur.

c) Gazın basıncı atmosfer basıncına eşitse cıva seviyeleri eşit olur.

2.1.1.3 Kapalı Uçlu Manometre: Bu tür manometrelerde sistem atmosfer basıncına kapalıdır. Civa seviyeleri arasındaki fark gazın basıncına eşittir.

P ile V ilişkisi: gazların sabit mol sayıda ve sabit sıcaklıkta basınçlarıyla hacimleri ters orantılıdır.

P1V1=P2V2

P1/T1=P2/T2

V1/T1=V2/T2

P1/n1=P2/n2

V1/n1=V2/n2

2.2 SıcaklıkBir maddenin ortalama kinetik enerjisidir. Gaz hesaplamalarında kesinlikle oC ile hesaplama yada yorum yapılmaz. Verilen CC 0K cinsinden sıcaklığa çevrilmelidir.

T= t 0C + 273

Farklı iki gazın sıcaklıkları eşitse ortalama kinetik enerjileri de eşittir. Kinetik enerji sadece sıcaklığa bağlıdır. Gazların yayılma hızları molekül ağırlıklarının kareköküyle ters orantılıdır. (Graham Difüzyon Kanunu)

Yayılma hızı sıcaklığa ve molekül ağırlığına bağlıdır. İki niceliğin eşit olduğu şartlarda moleküllerin hızları da eşittir. Örneğin sıcaklıkları eşit olan CO2 (44) ve N2O ( 44) gazlarının ortalama hızları birbirine eşittir.

2.3 Gazların Öz kütlesi

2.3.1 N.Ş.A da Öz kütle: Normal şartlar altında bir gazın öz kütlesi molekül ağırlığının 22,4 e bölünmesiyle bulunur.

d= MA/22,4

2.3.2 Herhangi bir şarttaki öz kütle:İdeal gaz denklemi: PV=nRT

(P=atm, V=litre R=22,4/273=0,082 T= kelvin cinsinden sıcaklık)

PV=m/MA.R.T ve m=d.V dir. m yerine yazılırsa, PV=(d.V/MA).R.T

P.MA=dRT

2.4 Gazların Kısmi basıncıKarışım halinde bulunan gazların her birinin tek başına yaptığı basınca kısmi basınç denir. Gazların kısmi basınçları toplamı her zaman toplam basınca eşittir.

Pt=P1 + P2 + P3 +...............Pn

Pgaz= Ptoplam . (ngaz/ntoplam)

Gazların kısmi basınçları eşitse mol sayıları da eşittir.

Mol sayısı büyük olan gazın kısmi basıncı da büyüktür. Birleşik kaplarda son basıncı bulma: Birleşik kaplarda musluklar açıldıktan sonraki basıncı hesaplamak için,

P1.V1 + P2.V2 + P3.V3 + Pn.Vn = Pson.Vson

Bağıntısı kullanılır.

3. BASİT GAZ YASALARIBu kesimde basınç, hacim, sıcaklık ve gaz miktarı arasındaki ilişkileri inceleyeceğiz. Özellikle, değişkenlerden ikisi sabitken, diğerlerinin birbirlerine nasıl bağlı olduklarını göreceğiz. Bu ilişkilerin hepsine birden basit gaz yasaları adı verilir.

3.1 Boyle Yasası: 1662 de Robert Boyle havayla çalışarak basit gaz yasalarının ilki olan Boyle yasasını buldu: Sabit sıcaklıkta, sabit miktardaki gazın hacmi, basıncı ile ters orantılıdır.

3.2 Charles Yasası: Gazların hacmi sıcaklığı arasındaki bagıntı Fransız fizikçi Jocques Charles tarafından 1787 de keşfedilmiştir ve bundan bağımsız olarak da 1802 de Jaseph Gay-Lussac tarafından yayınlanmıştır.

Gazın hacminin diğer bütün sıcaklıklarda farklı olmasına karşın, hep aynı sıcaklıkta 0 noktasına ulaşır. Tam ideal bir gazın hacminin 0 olduğu sıcaklığa mutlak sıfır adı verilir ve bu sıcaklık –273,15 C a eşittir.

3.3 Avagadro Yasası: Avagadro’nun “eşit hacim-eşit sayı” kuramı iki farklı biçimde ifade edilebilir.

1. Aynı sıcaklık ve basınçta, farklı gazların eşit hacimleri eşit sayıda molekül içerir.

2. Aynı sıcaklık ve basınçta, farklı gazların eşit sayıdaki molekülleri eşit hacim kaplarlar.

Avagadro yasası olarak bilinen diğer bir ilişkide;

Sabit sıcaklık ve basınçta, bir gazın hacmi miktarı ile doğru orantılıdır.

4. İDEAL GAZ DENKLEMİ Basit gaz yasalarını dört değişkenli (basınç, hacim, sıcaklık ve gaz miktarı) tek bir eşitlikte toplayabiliriz. Yukarıda belirttiğimiz üç gaz yasasına göre, bir gazın hacmi, miktar ve sıcaklık ile doğru orantılı, basınç ile ters orantılıdır. Yani;

V nT/P ve V=RnT/P

PV=nRT (a)

Denklemi ideal gaz denklemidir ve bu denkleme uyan her ideal gaz denir. Uygun koşullarda gerçek gazlar bu bağıntıya uyar.

R=PV/nT=1atm x 22.414L/1mol x 273.15K=0,082057 L atm/molK (b)

R’nin bu değeri bu bölümde sürekli olarak kullanılacak değerdir. Birimi lt atm /mol Kelvin’dir ve (b)daki gibi ya da Latm mol –1 K-1 şeklinde yazılır. Bazı uygulamalarda farklı birimlerde de kullanılabilir.

5. İDEAL GAZ DENKLEMİNİN UYGULAMALARI İdeal gaz denklemi, daima (a)da gösterildiği şekilde kullanılmasına rağmen, bazı uygulamalarda biraz değişiklik yapmak yararlıdır. Bu bölümde mol kütlesi ve gaz yoğunluğu tayinini göreceğiz.

5.1 Molekül ağırlığı (mol kütlesi) tayini

Bir gazın sabit sıcaklık ve basınçta kapladığı hacim bilinirse, gaz miktarı n, mol cinsinden, ideal gaz denklemi ile bulunabilir. Gazın mol sayısı gaz kütlesinin (m) molekül ağırlığına (M) bölümüne eşit olduğundan, gaz kütlesi bilinirse n=m/M bağıntısı bilinmeyen molekül ağırlığı M için çözülebilir. Diğer bir yöntem ise n=m/M terimini ideal gaz denkleminde yerine koymaktır.

PV=mRT/M (c)

Örnek (a) da (c) denklemi mol kütlesi tayini için kullanılmaktadır. Ancak bu denklemin gazın mol kütlesi bilinip kütlesi istendiğinde kullanılabileceğini göz önünde bulundurmak gerekir.

5.2 Gaz yoğunlukları Bir gazın yoğunluğunu belirlemeye d=m/V yoğunluk denklemiyle başlanabilir. Sonra, gazın kütlesi mol sayısı ile mol kütlesinden m=n x M belirlenir.

d=m/V=n xM/V=n/VxM

Şimdi ideal gaz denkleminde n/V yerine P/RT koyabiliriz.

d=m/V=MP/RT (d)

Katı ve sıvı yoğunlukları ile gaz yoğunlukları 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 doğru orantılıdır. Sıvı ve katıların yoğunlukları ile mol kütlesi arasında hiçbir ilişki yoktur.

6. KİMYASAL TEPKİMELERDE GAZLAR

Gazların tepken ya da ürün olarak yer aldığı tepkimeler bizlere yabancı değildir. Şimdi, stokiyometri hesaplamalarına uyabileceğimiz bir araca (ideal gaz denklemi) sahibiz. Gazlarla ilgili bilgiler hacim, basınç, sıcaklık, kütle ve mol sayısıdır. Birçok durumda en iyi yaklaşım (a) gaz miktarının diğer tepken ve ürünlerin miktarı ile bağdaştıran stokiyometrik faktörlerin kullanılması (b) gaz miktarını hacim sıcaklık ve basınçla bağdaştıran ideal gaz denkleminin kullanılmasıdır.

6.1 Birleşen hacimler yasası Tepken ve ürünlerin ya da bunlardan bazılarının gaz olduğu tepkimelerinde stokiyometrik hesaplamalar oldukça basittir. Aşağıdaki tepkimeyi göz önüne alınız:

NO(g) +O2(g) 2NO2(g)

2mol NO(g)+ 1mol O2(g) 2 mol NO2(g)

T ve P ‘nin sabit olduğunu varsayınız. Bu durumda bir mol gaz belli bir V hacmini, 2 mol gaz 2V,3mol gaz 3V hacmini kaplar.

2V LNO(g) + VLO2(g) 2VLNO2(g)

Kat sayılar V’ye bölünürse,

2L NO(g) + 1 L O2(g) 2LNO2(g)

elde edilir. Buradan şu dönüşüm faktörleri çıkabilir.

2LNO2(g)= 2LNO2(g) 2LNO2(g) =1LNO2(g) 2LNO2(g) =1LO2(g)

Görüldüğü gibi gazlar tam sayılarla ifade edilebilen basit hacim oranlarında birleşmektedir. İşte buna Gay-Lussac bileşen hacimler yasası denir.

7. GAZ KARIŞIMLARI İdeal gaz denklemine uyan gazlar, aynı zamanda gaz yasalarına da uyarlar. Gerçekte, bazı basit gaz yasaları bir gazlar karışımı olan havanın davranışı üzerine kurulmuştur. Böylelikle, basit gaz yasaları ve ideal gaz denklemi tek tek gazlara uygulandığı gibi etkileşmeyen gaz karışımlarına da uygulanabilir. Gaz karışımları ile çalışıldığı böyle durumlarda en basit yaklaşım n değeri yerine gazların toplam n değerini (nt) kullanmaktır. Burada n molekül sayısıdır.

John Dalton gaz karışımları çalışmalarına önemli bir katkıda bulunmuştur. Dalton, bir kapta bulunan bir gaz karışımındaki her bir gazın kabı dolduracak şekilde genişlediğini ve kabın içinde tek başına bulunduğu zaman uygulanacağı basınca o gazın kısmi basıncı demiştir. Daltonun kısmi basınçlar yasasına göre, bir gaz karışımının toplam basıncı karışımın bileşenlerinin kısmi basınçlarının toplamına eşittir.

Pt = PA +PB+ ...

Gaz karışımlarının bileşimi çoğu kez hacim yüzdeleri ile verilir. Böyle durumlarda kısmi hacimlerle çalışmak daha yararlı olur. Bir gaz karışımı içindeki bir bileşenin kısmi hacmi o bileşeni tek başına bulunduğunda kaplayacağı hacim kadardır ve bir gaz karışımının toplam hacmi bileşenlerinin kısmi hacimleri toplamına eşittir:

VT = VA+ VB +...,

Kısmi basıncın toplam basınca ya da kısmi hacmin toplama hacme oranı göz önüne alınarak çok yararlı bir bağıntı türetebiliriz.

PA/Pt= nA(RT/ Vt) / nt(RT/ Vt)=nA/ nt ve

VA/Vt= nA(RT/ Pt) / nt(RT/ Pt)=nA/nt

Bunun anlamı,

nA/nt= PA/ Pt = VA/ Vt (e)

Burada nA/nt terimine A’nın mol kesri denir. Bir karışım içindeki bir bileşenin mol kesri, karışım içindeki bir bileşenin bütün moleküllerinin kesridir. Bir karışım içinde bütün mol kesirleri toplamı 1’e eşittir.

8. SORULAR

1- 2 ZnS (k) + 3 O2(g) 2 ZnO (k) + 2 SO2 (g)

Harcanan her litre O2 (g) için oluşan SO2 (g) hacmi ne kadardır? Her iki gazda 25 ºC ve 745 mmHg de ölçülmüştür.

ÇÖZÜM:

Karşılaştırılan tepken ve ürünün her ikisi de gaz ve aynı sıcaklık ve basınçta olduğuna göre, eşitlenmiş denklemden birleşen hacim oranını türetebilir ve aşağıdaki şekilde kullanabiliriz.

? LSO2 (g) = 1,00 L O2(g) x 2 L SO2 (g)/ 3 L O2 (g) = 0,667 L SO2 (g)

2- 1,0 g H2 ve 5,00 g He karışımı 20 ºC de 5,0 L lik bir kaba konduğunda karışımın uyguladığı basınç nedir?

0,667 L SO2 (g)

ÇÖZÜM:

nt=(1,0 g H2 x 1 mol H2 ) + (5,00 g He x 1mol He )

2,02 g H2 4,003 g H

= 0,50 mol H2 + 1,25 mol He =1,75 mol gaz

P =nt RT/ V

P= 1,75 mol x 0,08206 L atm mol –1 K-1 x 293 K = 8,4 atm

5,0 L

3- 27 C de 4 gr H2 gazının basıncı 4 atm dir

Sıcaklık 127 C ye çıkarılıp kaba eşit kütlede He gazı eklenince son basınç kaç atm olur? (H:1, He:4 )

ÇÖZÜM:

Bir kap denilmiş ama hacimden bahsedilmemiş. Demek ki kabın hacmi degişmiyor. V’ler sadeleştirilip degerler yerine yazılırsa;

40 = P2.........

2,300 (2+1).400

P2=8 atm olur

4-Eşit kütlede H2, He ve CH4 gazlarının karışımının toplam basıncı 2,6 atm’ dir.

Buna göre He’un kısmi basıncı kaç atm’ dir?

ÇÖZÜM:

Eşit kütlede gaz alındığında H2’ nin mol sayısı: m/4,CH4’ün mol sayısı: m/16 olur.

Gazların mol oranları bulunursa;

H2 : 8a mol ise

He : 4a mol

CH4 :a mol olacaktır.

PHe =4a/13a x 2,6 =0,8 atm olur.

P=1 atm 2,6 gr 5- Şekilde kaplar arasındaki musluk

15gr X gaz H2 (gaz) açılınca son basınç 1,2 atm oluyor.

Buna göre X gazının mol ağırlığı V 2V kaçtır? (H:1)

ÇÖZÜM:

1,2 x3V =V+P2 x 2V 0,5 mol X gazı 15 gr ise

P2 = 1,3 atm olacaktır. 1 mol X gazı a gr ise

Gazları karşılaştırılırsa; a= 30 gram/mol

Olur.

1xV/nx= 1,3x2V/1,3

nx=0,5 mol olur.

6- H2 ve CO2 gazları karışımının toplam basıncı 638 mm Hg dir.

a) CO2 nin kısmi basıncı 600 mm Hg dir.

b)H2 nin 2 atm basınçtaki hacmi 1 lt dir.

Buna göre başlangıçtaki gaz karışımının hacmi kaç lt dir.

ÇÖZÜM:

a) Bilgisinden: Pco2=600 mmHg ise PH2=38 mm

Hg=0,05 atm

b) Bilgisinden: P1 x V1= P2 x V2 ise;

2,1= 0,05 x V2

V2 =40 lt

H2 nin hacmi aynı zamanda karışım hacmi olacağından dolayı başlangıçtaki

gaz karışımının hacmi40 lt dir

7- İdeal esneklikteki bir balonda X ve Y gazları bulunmaktadır. Gazlarla ilgili olarak;

I. X gazı, Y gazından 2 kat daha hızlı hareket ediyor.II. Y gazı CH4 ‘ tür.

Buna göre X gazının molekül ağırlığı ne olur? (H:1, C:16)

ÇÖZÜM:

X gazı, Y gazından 2 kat hızlı hareket ediyorsa X’ in molekül ağırlığı Y’nin ¼ ‘ü kadardır.Y gazının molekül ağırlığı16 ise X gazının molekül ağırlığı 4 olmalıdır.

8-27 ‘ de 4,1 lt. lik bir kapta 20 gr CH4 9,03.1022 tane CO2 ve 0,5 mol He gazı bulunuyor. Buna göre He ‘un kısmi basıncı nedir. (C:12, H:1)

ÇÖZÜM:

Her bir gazın mol sayısı hesaplanabilir ancak sıcaklık hacim veriliyor. He’un mol sayısı da biliniyor. O halde P.V=n.R.T denkleminden

PHe V= n.R.T’ den Px4,1=0,5x0,082x300 PHe =3 atm olarak bulunur.

9- Eşit mollerde CO ve O2 gazlarının bulunduğu kabın basıncı 8 atm. Sıcaklığı 273 K ‘dir. Gazlar reaksiyona girince sıcaklık 546 oK ‘ ne çıkıyor. Son basınç kaç atm olur?

ÇÖZÜM:

Sıcaklıklar oK (kelvin) cinsinden verilmiş;

CO + ½ O2 ----CO2

X mol x/2 mol x mol

Denkleme göre x/2 mol O2 artacaktır. Başlangıçta kapta 2x mol gaz varken, reaksiyondan sonra

x + x/2=3x/2 mol gaz vardır.

8/2x.273= P2/3x/2.546

P2=12 atm olur.

10- 2 mol CO2 gazı 546 K sıcaklığında 10 lt bir kaba kaç atm basınç yapar?

ÇÖZÜM:

n=2 mol V=10 lt P.V=n.R.T Px5=22,4x2 P=8,96 atm

T=546 K P=? Px10=2x22,4/273x546 P=22,4x2/5

11- 5,6 lt ‘lik bir kabın içerisinde 3,2 g O2 gazı vardır. 0 oC sıcaklıkta gazın yapacağı basıncı hesaplayınız? (O:16)

ÇÖZÜM:

n= 3,2 =0,1 mol Px5,6=0,1 x 22,4 x273 P=0,4 atmosfer 32 273

P.V=n.R.T Px5,6=2,24

12-N.Ş.A. 5lt gelen N2 gazı, 3 atm basınç ve 546 oC de kaç lt gelir?

ÇÖZÜM:

N.Ş.A basınç 1 atm ve sıcaklık 0 oC dir.

P1xV1/T1 =P2xV2/T2 == 1,5 = 3xV2

273 819

V2= 5x819

3x273 V2= 5 lt

13-Hacmi 8 lt olan bir gazın basıncı 6 atm, hacmi 10 lt olan gazın basıncı ise 8 atmosferdir.

Her iki gaz10 lt lik bir balona doldurulursa toplam basınç kaç atmosfer olur.

ÇÖZÜM:

Sıcaklık değişmediğinden;

PsxVs=P1xV1+ P2xV2 formülü kullanılır.

Psx10=6x8 + 10x8

Ps= 128 = 12,8 atm dir. 10

14-Bir gazın 700 mm Hg basıncındaki hacmi 500 ml dir. Temperatür sabit tutulduğu taktirde basıncın 800 mm ye çıkarılması halinde hacim ne olacaktır?

ÇÖZÜM:

Çözümün yolu Boyle kanununu yerine koymaktır.V1/V2 = P1/P2

V1=500 ml bu degerler formüle konulursa;

V2= ? 500 ml = 800 mm elde edilecektir ki bunun çözülmesiyle;

P1=700 mm V2 700 mm

P2=800 mm V2= 500 ml x 700 mm = 437 ml olur. 800 mm

15-Bir gaz 0 oC ve 760 mm de 200 ml hacim işgal etmektedir. 100 oC ve 760 mm deki hacmi ne olacaktır?

ÇÖZÜM:

Basınç sabit olduğuna göre bu problemde sadece temperatür değişikligi bahis konusudur. Charles kanunu formülüne koymakla çözebiliriz,

V1V2=T1T2

V1=200 ml 200 ml = 273K

T1=273 o K (0+273 o ) V2 373K

T2=373 o K (100+273 )

V2 =200 ml x 373 K = 273 ml 273 K

16- 35 o C ve 0,90 atm daki 100 litre CH4 gazı kaç gram H ihtiva eder?

ÇÖZÜM:

Önce STB (standart temperatür ve basınç) daki CH4 hacmini hesaplamalıyız. Sonra bu hacimdeki CH4 mol sayısını, daha sonra bu CH4 mol sayısındaki H mol sayısını ve nihayet bu H mol ’unun ağırlığını hesaplarız. Bir işlem olarak, bütün hesaplama aşağıdaki gibidir;

100 lt CH4 x 273 x 0,90 atm 1 mol CH4

308 1,00 atm 22,4 lt CH4

x 4 mol H x 1,0 g H = 14 g H 1 mol CH4 1 mol H

17-Eşit ağırlıkta CH4 ve CO ‘dan ibaret bir gaz karışımında CH4 / CO mol oranı kaçtır?

ÇÖZÜM:

X = gram CH4 = gram CO olsun.

mol CH4 = X /16, mol CO = X / 28

mol CH4 = X/28 = 28

mol CO X/16 16

CH4 mol fraksiyonu = mol CH4 = 28 = 0,64

mol CH4 + mol CO 44

18-50,0 g oksijen ve 50,0 g metan’dan ibaret bir gaz karışımı,600 mm basınç altında bir kaba yerleştirilmiştir. Karışımdaki oksijen gazının kısmi basıncını bulunuz.

ÇÖZÜM:

Gazın kısmi basıncı mol fraksiyonuyla orantılıdır.O2 = 50,0 gr = 1,56 CH4 = 50,0 gr = 3,12

16,0g/1mol 16,0g/1mol

Toplam mol sayısı = 1,56 + 3,12 = 4,68 mol

O2’nin mol fraksiyonu = 1,56

4,68

O2’nin kısmi basıncı = mol fraksiyonu x toplam basınç

= 1,56 x 600 = 200 mm

4,68

19- C2H4 gazı 37oC ve 720 mm basınçta 100 litre hacim işgal etmektedir. Bu gazın kütlesini gr olarak hesaplayınız.

ÇÖZÜM:

1 mol C2H4’ün STB’da 22,4 litre hacim işgal ettiğini bildiğimize göre, gazın STB daki hacmini bilirsek ağırlığını hesaplayabiliriz.

100 litre x 273oK x 720 mm x 1 mol C2H4 x 28,0 g C2H4 = 104 g C2H4

310oK 760 mm 22,4 litre 1 mol C2H4

20- Hacmi STB’da 100 litre olarak ölçülen NO gazında kaç gr azot vardır?

ÇÖZÜM:

100 litre N x 1 mol N x 14,0 g N = 62,5g N

22,4 lt NO mol NO 1 mol NO 1 mol N

21- 45,0g CH4 gazının 27oC ve 800 mm’deki hacmi nedir?

ÇÖZÜM:

n = CH4 molu = 45,0 g = 45,0 mol

16,0g/mol 16,0

P = 800 mm

T = 300 oK

V = nRT = 45,0 mol x 62,4 x lt x mm / mol x derece x 300oC = 65,6 lt P 16,0 800 mm

22- 2,00 lt çelik bir silindirde 25oC bulunan hidrojen gazı 4,00 atm. Basınç altındadır. Silindirde kaç mol hidrojen vardır?

ÇÖZÜM:

PV = nRT

n = PV = 4,00 atm x 2,00 lt = 0,33 mol RT 0,082 x lt x atm x 298 der. mol x der.

23- 26,0g He gazı 200oC’da, 3,24 lt’lik bir çelik silindire konduğu zaman kaç atm. Basınç yapacaktır?

ÇÖZÜM:PV = nRT P = nRT = 26,0g x 0,082 x lt x atm x 473 der. = 78 atm V 4,0g/mol mol x der. 3,24 lt

24-6,00 lt’lik bir silindir içinde 20oC’da ve 2,00 atm basınç altında bulunan saf H2S gazının kütlesini gr olarak hesaplayınız.

ÇÖZÜM:PV = nRTn = PV RT n =H2S mol sayısı = g H2S 34,1g H2S/mol g H2S = PV = 2,00 atm x 6,00 lt = 170 g34,1g/mol RT 0,082 x lt x atm x 293 der. 25- 4 atmosfer basınç altında 2730 C de 3,2g gelen XO2 gazı 560cm3 ‘dür. X’ in atom ağırlığını bulunuz? ( O:16 )

ÇÖZÜM:Verilen ideal gaz denklemine yazılarak mol sayısı bulunur.Kütlesi bilindiğinden mol kütlesine geçiş yapılır.

P.V=n.R.T n=m/mA

4.0,56= n . 22,4. 546 0,05 =3,2 / MA

273

n= 0,05 mol MA =3,2 / 0,05

MA= 64g

XO2=64

X+2 .16 =64

X=32 g/mol

26- 1,5litrelik bir kaba 27oC de 3g XO gazı dolduruluyor.Basınç 1,64 atm olarak ölçülüyor.

X’in atom ağırlığını bulunuz? ( O :16 )

ÇÖZÜM :

P.V =n.R:T

1,64.1,5 =n.0,082.300

n=0,1 mol

n=m / MA 0,1=3 / MA

MA=3 / 0,1 =30g/mol

XO =30g/mol

X+16 =30 X =14

X’ in atom ağırlığı 14 ‘dür.

27- 2 atmosfer basınç altında 5,6 litrelik bir kaba 0oC de bir miktar SO2(g) doduruluyor.

Buna göre, kapta kaç gram gaz vardır? ( S:32 , O :16 )

ÇÖZÜM :

P.V =n.R:T n =m/MA

2.5,6 =n. 22,4 / 273 .273 m=n .mA

n = 2 / 4= 0,5mol m= 0,5 . 64

m=32 g gelir.

Kapta 32 g gaz vardır.

28- Bir kapta bulunan gazın hacmi 6 lt, basıncı 3 atm dir.

Gazın basıncı 2 atm artırılırsa, hacmi kaç lt azalır?

ÇÖZÜM:

Mol sayısı ve sıcaklık değişmediği için n ve T sadeleştirilir.

P1xV1=P2xV2

3x6 = 5x V2

V2= 3x6/5

=3,6 lt

V = V2 – V1 = 6 – 3,6 = 2,4 lt azalır.

29- 380 cm Hg basınç altında 560 cm3 hacim kaplayan 4,6 g NO2 gazının sıcaklığı kaç o C dir? (N:14, O:16 )

ÇÖZÜM:

P= 380 cm Hg =5atm

V = 560 cm3 =0,56lt

n=4,6/46=0,1 mol

T=?

P.V=n.R.T

5x 0,56= 0,1x22,4/273xT

T=273/0,8

T=341,25 K

t= 68,25 oC

30-Oksijen gazının (O2) 298 K ve 0.987 atm deki yoğunluğu nedir?

ÇÖZÜM:

d= m = MP = 32.00 g mol x 0.987 atm = 1.29 g/L

V RT 0.08206 L atm mol K-1 x 298 K

9. Kaynakçameb. (2000). dicle üniversitesi. eğitim fakültesi dergisi

10. KaynakçaÇalık, R. (2000, haziran). HAyatımızda Kimya. GAZLAR.

kitabı, l. k. (2013). gazlar. erzurum .

meb. (2000). dicle üniversitesi. eğitim fakültesi dergşsş.

www.kimyaevi.com.tr. (2013).