YKS Kimya – Gazlar

GAZLARIN ÖZELLİKLERİ

 

 

Gaz Basıncının Ölçülmesi

Gaz moleküllerinin bulundukları kapta birim yüzeye uyguladıkları dik kuvvete basınç denir. Basınç P ile gösterilir ve     P=F/A             formülü ile ifade edilir.

 

Dünyamızı saran atmosferde bir gaz karışımı olduğu için yeryüzüne basınç uygular. Atmosferin yeryüzüne uyguladığı basınca açık hava basıncı ya da atmosfer basıncı denir.

 

Açık hava basıncı barometre ile ölçülür.  Açık hava basıncı Toriçelli tarafından 0°C de deniz seviyesinde ölçülmüştür.

 

Patm =h =  76 cm Hg dir.

 

Cıva yerine su kullanılsaydı, açık hava basıncının dengelediği suyun yüksekliği;

hHg . dHg   = hsu . dsu

76 .  13,6  = hsu . 1                     hsu = 1033,6 cm olurdu.

 

 

Açık hava basıncını gösteren cıva yüksekliği

  • Havanın sıcaklığına ve nem oranına bağlıdır.
  • Deniz seviyesinden yüksekliğe bağlıdır.
  • Cam borunun kesitine, şekline ve uzunluğuna bağlı değildir.

 

 

Basıncın SI ya göre birimi Paskal yada newton/metrekare olarak tanımlanır.

1 atm = 101325 Pa                       1 Pa = 1 N/m2

= 76 cm Hg                            1 bar=105 paskal

= 760 mm Hg

= 760 torr

 

 

MANOMETRELER

Kapalı bir kaptaki gazın basıncı manometre ile ölçülür.

Manometre U şeklinde cam borudur. Açık uçlu ve kapalı uçlu olmak üzere iki çeşit manometre vardır

 

 

Kapalı Uçlu Manometre

Borudaki cıva seviyeleri arasındaki fark kap içindeki gazın basıncına eşittir.

 

 

Pgaz = h  cmHg

 

 

 

 

Açık Uçlu Manometre

Açık uçtaki cıva üzerine atmosfer basınç uygularken diğer uca kap içindeki gaz basınç uygulamaktadır.

Açık uçlu manometrelerde üç değişik durum söz konusu olabilir

 

U borusunun kollarındaki cıva seviyeleri eşit  ise gazın basıncı açık hava basıncına eşittir.

 

Pgaz =Patm

 

 

 

Eğer sol koldaki civa seviyesi sağ koldan  yüksek ise , gazın basıncı , açık hava basıncından büyüktür.

Pgaz > Patm

Pgaz = Patm + h

 

 

Eğer sol koldaki civa seviyesi sağ koldan  düşük ise , gazın basıncı , açık hava basıncından küçüktür.

Pgaz < Patm

Pgaz = Patm – h

 

 

 

 

 

GAZ KANUNLARI

Boyle Kanunu

sabit sıcaklıkta belli miktar bir gazın basıncı hacmi ile ters orantılı olup , P.V çarpımı sabit bir değere eşittir.

P1.V1 = P2.V2 = P3.V3 = ……= k

 

Charles Kanunu

sabit basınçta belli miktar bir gazın hacmi sıcaklığı ile doğru orantılı olup , V / T  oranı sabit bir değere eşittir.

 

Gay- Lussac Kanunu

sabit hacimde belli miktar bir gazın basıncı sıcaklığı ile doğru orantılı olup , P / T  oranı sabit bir değere eşittir.

 

Avogadro Kanunu

sabit basınç ve sıcaklıkta bir gazın hacmi ile  mol sayısı doğru orantılı olup , V / n  oranı sabit bir değere eşittir.

 

 

İDEAL GAZ YASASI

 

Birleştirilmiş Gaz Denklemi: 

 

 

İdeal Gaz Denklemi:                     P.V = n.R.T

 

Gazların  Özkütlesi:                       PMA=dRT

 

GAZLARDA KİNETİK TEORİ

Gazların davranışlarını açıklayan en iyi teoridir.

Bu teoride, gazların davranışları fizik yasaları yardımıyla ele alınmıştır. Kinetik teorinin varsayımları şunlardır:

  • Gazlar, birbirinden bağımsız her yönde gelişigüzel hareket eden taneciklerden oluşur.
  • Bir gaz, moleküllerin yaptığı doğrusal, zig zaglı hareketlerin (Brown hareketi) sonucu bulunduğu kabı tamamen doldurur.
  • Gaz molekülleri arasında büyük boşluklar bulunur. Moleküllerin gerçek (öz) hacimleri, gazın hacmi yanında ihmal edilebilir. Bu moleküllere nokta kütleler
  • Gaz taneciklerinin kendi aralarında ve bulundukları kabın iç yüzeyi ile yaptıkları çarpışmalar tamamen esnektir.
  • Gaz moleküllerinin hızları mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Sıcaklık arttıkça moleküllerin hızları da artar.

Kinetik teoriye göre, aynı sıcaklıkta bütün gazların ortalama kinetik enerjileri birbirine eşittir.

 

Graham Difüzyon Kanunu

Aynı yada farklı koşullarda tüm gazlar birbirleri içerisinde yayılarak homojen karışımları oluşturur.

Bir gazın havada ya da başka bir gaz içinde dağılmasına gazın yayılması veya difüzyonu denir.

Gazların yayılma hızları ile yoğunlukları arasındaki ilişki;

t = geçen zaman

 

Gaz Efüzyonu

Difüzyon, bir gazın rastgele molekül hareketleri sonucu diğer bir gaz ile yavaş yavaş karıştığı bir işlemdir. Efüzyon (dışa yayılma) basınç altındaki bir gazın kabın bir bölmesinden diğer bölmesine veya atmosfere küçük bir delikten geçerek yayıldığı işlemdir.

 

 

GERÇEK GAZLAR

Kinetik teoride gazların davranışlarını açıklayabilmek için bazı ihmallerde bulunmuştur. Örneğin; gaz moleküllerinin hacimleri gazın toplam hacmi yanında ihmal edilmiştir.

Aynı şekilde gaz molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri de yok kabul edilmiştir.

Gerçek gazlar düşük basınç (2 atm in altında) ve yüksek sıcaklıkta ideal gaz yasasına büyük oranda uyarlar. Ancak yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta moleküller arasındaki etkileşim artacağı için ideal gaz yasasında saparlar.

 

 

İdeal Gaz Varsayımından Sapmalar

İdeal gaz denklemine göre (P.V = n.R.T),   1 mol gaz için P.V/R.T=1 olmalıdır.

Ancak gerçek gazlar bütün koşullarda bu eşitliği sağlamazlar. Bir gaz için bu oranın değeri o gazın idealden ne kadar saptığını gösterir.

-Örneğin, CH4 gazı için  P.V/R.T denklemiyle  hesaplanan değerden  en çok 200 K de , en az  1000K sapma olmuştur.

 

-Gerçek bir gaz için ideal gaz denklemindeki sapma miktarı gazın cinsine, basınç ve sıcaklığına bağlıdır.

 

-Gerçek bir gazın ölçülen hacmi, ideal gaz denklemiyle hesaplanan hacim değerinden daima daha büyüktür. Gerçek gazın ölçülen basıncı ideal gaz denklemi ile hesaplanan basınçtan daha küçük olur.

 

 

 

Moleküller Arası Bağlar ve Gerçek Gazların Sıvılaşması

Moleküller arası etkileşim artıkça madde gaz halden sıvı hale o kadar kolay geçeceği için ideallikten uzaklaşır. Bu durumda moleküller arasındaki etkileşim ne kadar az ise gaz ideale o kadar yakındır denebilir.

 

 

Gaz – Buhar ve Kritik Sıcaklık

Bulunduğu sıcaklıkta hiçbir basınç altında sıvılaştırılamayan sıkıştırılabilir akışkanlara gaz denir. Gazlar ile benzer özelliklere sahip oldukları halde bulundukları sıcaklıkta basınçla sıvılaşabilen akışkanlara buhar adı verilir. Buhar için gaz terimi de kullanılır.

Bir gazın basınç uygulanarak sıvılaştırılabileceği en yüksek sıcaklığa o gazın kritik sıcaklığı denir. Sıcaklığı, kritik sıcaklığın üzerinde olan hiçbir gaz sıvılaştırılamaz.

 

Tabloya göre, oda koşullarında He ve Ne  gaz halde,  Cl2 ve CO2  buhar ve H2O ile Br2 ise sıvı haldedirler. Kritik sıcaklık, Tk  ile gösterilir ve değeri her gaz için farklıdır.

 

 

 

 

 

 

 

Soğutucu Akışkan

Buharlaşırken bulunduğu ortamdan ısı alarak ortamın  soğumasına neden olan maddelere soğutucu akışkan denir. Hangi maddeler soğutucu akışkan olarak kullanılabilir?

Bir maddenin soğutucu akışkan olarak kullanılabilmesi için ,

–  basınçla sıvılaştırılabilmesi

–  basınç kalktığında genleşerek buhar hale geçmesi gerekir.

-NH3 ve Freon-12 hem kritik sıcaklıkları oldukça yüksek hem de  kaynama noktaları düşük olduğu için en uygun soğutucu akışkan maddelerdir.

 

 

 

FAZ DİYAGRAMLARI

Katı, sıvı ve gazların (buhar) tek faz ya da, birbiriyle dengede birden çok fazda bulunduğu basınç ve sıcaklıkların grafikle gösterimine faz diyagramı denir.

Diyagramda çizgiler arasındaki alanlar tek fazlara, alanları ayıran çizgiler ise bu alanların temsil ettiği fazların denge konumuna karşılık gelir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SOĞUTMA SİSTEMLERİ

Gazların sıvılaştırılması ile ilgili ilk bilimsel çalışmalar J. Joule ve L. Thomson tarafından gerçekleştirilmiştir.

Genleşen gazda moleküller arasındaki çekim kuvvetinin yenilmesi için enerji gerekir. Bu enerji silindir yalıtıldığı için çevreden alınamaz. Bu durumda moleküller gerekli enerjiyi kendi öz ısılarını kullanarak karşılarlar. Dolayısıyla kinetik enerjisi azalan moleküllerin sıcaklığı da azalır ve böylece gaz soğumuş olur.

Genleşerek soğuyan gaz bulunduğu ortamı da soğutur. Genleşen gazın ilk sıcaklığı ile son sıcaklığı arasındaki fark ne kadar az ise o gaz ideale o kadar yakındır.

Soğutucularda amonyak, metil klorür, freon-12, puron gibi kolay buharlaşan maddeler soğutucu akışkan olarak kullanılır. Bu gazlar bulundukları soğutucuda kompresör yardımı ile sıkıştırılarak sıvılaştırılır.

Sıkıştırma esnasından açığa çıkan ısı fan yardımı ile dış ortama atılır. Sıvılaşan gaz borularla soğutucunun iç yüzeyine gönderilir. Sıvı borular içinde gaza dönüşürken iç yüzeyi soğutur. Soğutucu akışkan kompresör tarafından emilerek, çevrim aynı şekilde tekrarlanır.

 

GAZ KARIŞIMLARI

Kapalı bir kapta bulunan ve birbiriyle tepkime vermeyen gazların oluşturmuş olduğu karışımda her bir gazın tek başına yaptığı basınca o gazın kısmi basıncı denir.

Gazların kısmi basıncı, mol sayısı ile doğru orantılıdır.

Bir gaz karışımının toplam basıncı, bileşenlerin kısmi basınçlarının toplamına eşittir. Bir kapta A, B ve C gazları varsa,   PT=PA+ PB+ PC         ve       nT = nA+ nB + nC

A gazının kısmi basıncı;

 

 

Gazların Su Üzerinde Toplanması

Su üzerinde gaz toplama, karışımdaki gazları saf olarak elde etmek için kullanılan bir yöntemdir. Gazın su üzerinde toplanabilmesi için suyla tepkime vermemesi ve suda çözünmemesi gerekir. Buna göre H2, O2, N2, CH4 ve C2H2 gibi gazlar suda çözünmedikleri gibi suyla da tepkime vermedikleri için su üzerinde toplanmaları uygundur.

Toplanan O2 gazı saf değildir. Çünkü kapta bir miktarda su buharı bulunur.

 

 

Doygun Buhar Basıncı

İçinde su buharı bulunmayan hava kuru hava olarak adlandırılır. Nemli hava ise içinde su buharı ve kuru havanın bulunduğu karışımdır.

Havada bulunabilecek su buharına nem denir.

Hava nem yönünden doygunluğa ulaştığında sıcaklık da düşükse yağış başlar.

 

Copy Protected by Chetan's WP-Copyprotect.
Reklam Engelleyici Tespit Edildi

Sitemizde sizi rahatsız edecek reklamlar gösterilmez. Tüm reklamlar Google politikalarına uygundur.

Lütfen AdBlock vb. reklam engelleyici eklentiler için sitemizi istisna olarak ekleyin veya devre dışı bırakın. Sonra sayfayı yenileyip sitemizde gezebilirsiniz.

İyi Çalışmalar Dileriz

www.unikampus.net

 

Close