10. Sınıf Kimya: Gaz Yasaları ve İdeal Gaz Denklemi

Konu Özeti

Gazlar sıcaklık, basınç ve hacim gibi ölçülebilir özelliklerle tanımlanan maddelerdir. Bu notta önce kimyasal değişim kanıtlarını hatırlayıp mol ve stokiyometriyle bağ kuracağız. Ardından Boyle, Charles, Gay-Lussac ve Avogadro yasalarını, bunları birleştiren ideal gaz denklemini ve gazların yayılmasını öğreneceğiz. Konu, kimyasal hesaplamaların temelini oluşturur.

Temel Kavramlar

Kimyasal değişimde maddenin kimliği değişir ve yeni maddeler oluşur. Renk değişimi, gaz çıkışı, çökelek oluşumu, ışık ya da ısı alışverişi ve koku değişimi kimyasal değişim kanıtlarıdır. Tepkimeler çarpışma teorisiyle açıklanır: taneciklerin uygun enerji ve doğrultuda çarpışması bağların kopup yenilerinin oluşmasını sağlar.

Gözlem ipucu: Gaz çıkışı ya da çökelek tek başına kesin kanıt değildir; yeni madde oluştuğunu destekleyen güçlü kanıttır. Hâl değişimi (buharlaşma gibi) fiziksel değişimdir ve madde kimliği korunur.

Gazların özellikleri: Gazlar bulundukları kabın tamamını doldurur ve belirli bir şekil ya da hacme sahip değildir. Taneciklerin arası çok boş olduğu için sıkıştırılabilirler ve birbiriyle her oranda karışırlar.

• Gaz basıncı, taneciklerin kap çeperine çarpmasından kaynaklanır; birimleri atm, mmHg ve cmHg'dir.
• 1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg'dir.
• Sıcaklık kelvin cinsinden kullanılır: T(K) = t(°C) + 273.
• Normal koşullar (NK): 0 °C sıcaklık ve 1 atm basınçtır.

Gaz Yasaları

Bu dört ilişki birleştirilerek ideal gaz denklemi elde edilir: V ∝ n·T/P. Orantı sabiti R ile gösterilir.

P·V = n·R·T (R = 0,082 atm·L/mol·K)

P₁·V₁/T₁ = P₂·V₂/T₂ (n sabitken)

n = m / MA = N / NA

Normal koşullarda (NK) 1 mol ideal gaz = 22,4 L

Gazların Yayılması (Difüzyon)

Gazlar boşlukta ya da başka bir gaz ortamında kendiliğinden yayılır. Yayılma hızı sıcaklık arttıkça artar; ortamda başka bir gaz bulunursa yayılma yavaşlar. Aynı koşulda mol kütlesi küçük olan gaz daha hızlı yayılır.

Deney örneği: Amonyak (NH₃) ve HCl gazları cam boruda karşılaştığında beyaz halka (NH₄Cl) oluşur. Halka, mol kütlesi büyük olan HCl'ye daha yakın görülür, çünkü NH₃ daha hızlı yayılır.

Mol ve Stokiyometri

1 mol, 6,02·10²³ tanecik içeren madde miktarıdır (Avogadro sayısı, NA). Mol kütlesi (MA), 1 mol maddenin gram cinsinden kütlesidir. Denklemdeki katsayılar mol oranlarını verir.

Bir girenin tamamen tükendiği durumda o madde sınırlayıcı bileşendir ve ürün miktarını o belirler.