Gazların özellikleri

01. Gazların Özellikleri: 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. Gazların fiziksel davranışlarını dört özellik belirler. Bunlar; Basınç (P), sıcaklık (T) ve hacim (V) gazların durumunu değiştirebilen etkenlerdir. Gazlar genellikle kokusuz ve renksizdirler. Bazılarının kokusu, rengi ve zehirliliği en belirgin özelliğidir. Br2 kahverengimsi kırmızı, I2 mor renkli, NO2 ve N2O3 kahve renkli, F2 ve C12 yeşilimsi sarı, NH3 keskin kokulu, oksijen, azot ve asal gazlar dışındakiler zehirlidirler. Basınç: Basınç, bir yüzeye uygulanan kuvvetin, o yüzeyin alanına bölünmesiyle bulunur. P(Pa) = F(N)/ A(m2) Atmosfer basıncı barometre ile ölçülür. Bir barometredeki civa yüksekliğine barometre basıncı denir. Atmosfer koşulları ve yükseklikle değişir. Standart atmosfer (atm), civa civa yoğunluğu 13,5951 g/cm3 (0 oC ) ve yerçekimi ivmesi g = 9,80665 ms-2 olduğu durumda, 760 mm yükseklikteki bir civa sütununun oluşturduğu basınç olarak tanımlanabilir. 1 atm = 760 mm Hg 1 atm= 760 torr 1 atm = 101,325 N/ m2 1 atm = 101,325 Pa 1 atm = 1,01325 bar 02. Basit Gaz Yasaları Boyle Yasası: Sabit sıcaklıkta, sabit miktardaki gazın hacmi, basıncı ile ters orantılıdır. P a 1/V yada PV = a (a sabit ) Orantı işareti (a) yerine eşitlik ve orantı sabitini koyarsak, sabit bir sıcaklık ve miktardaki gazın basınç ve hacim çarpımı bir sabite eşittir. Bu sabit değerde gazın miktarı ve sıcaklığına bağlıdır. Örnek : 30 litre bir gazın, basıncı 6 atmosferden 3 atmosfere düşürüldüğünde hacmi ne olur? Çözüm: Gazın sadece bir P1, V1 hali belli olması PxV sabitini bulmaya yeterlidir. P1 = 6 atm, V1 = 30 L P1.V1 = 6 (atm) x 30 (L) = P2V2 = 180 L atm P2 = 3 atm, V2 = bilinmiyor P2V2 = 3 (atm) x V2 (L) = 180 L atm V2 (L) = 60 L bulunur. Charles Yasası: Sabit basınçtaki, gazın hacmi sıcaklıkla doğru orantılıdır. V a T veya V = bT (b Sabit) T (K) = t (oC) + 273,15 Örnek:. 25°C de 50 cm3 gaz 0°C ye soğutulursa hacmi ne olur? Çözüm: Sıcaklık mutlaka mutlak sıcaklık cinsine çevrilmelidir: bağıntısıkullanılarak bağıntısı kullanılarak ve V1 = 50 cm3, T1 = 25°C + 273 = 298 K, T2 = 0°C + 273 K alınarak 50/293 =V2 (cm3) / 273 V2 = 46,6 cm3 elde edilir. Normal (ideal ) Basınç ve sıcaklık : Gazların özellik olarak sıcaklık ve basınca bağlı olması nedeniyle, normal sıcaklık ve basınç kavramları kullanılır. Gazlar için normal sıcaklık 0oC =273.15 K ve normal basınç 1 atm =760 mmHg dır. Avagadro Yasası: Sabit sıcaklık ve basınçta, bir gazın hacmi miktarı ile doğru orantılıdır. Bu kuram iki farklı şekilde ifade edilir. 1. Aynı basınç ve sıcaklıkta, farklı gazların eşit hacimleri aynı sayıda molekül içerir. 2. Aynı basınç ve sıcaklıkta, farklı gazların aynı sayıdaki molekülleri eşit hacim kaplar. V a n veya V = c.n Normal koşullarda bir gazın 22.414 L’si 6,02x1023 molekül ya da 1 mol gaz bulunur. 1mol gaz = 22.4 L gaz (normal koşullarda) Birleşen Hacimler Yasası: Sıcaklık ve basıncın sabit olduğu tepkimelerde gazlar tamsayılarla ifade edilen basit hacim oranlarıyla birleşirler. 2 CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g) 2L CO (g) + 1L O2 (g) 2 L CO2 (g) 03. İdeal Gaz denklemi