Gazların Özellikleri ve Gaz Yasaları (AYT Kimya)

Konu Özeti

Gazlar belirli bir şekil ve hacme sahip değildir; bulundukları kabın tamamını doldururlar. Bir gazı basınç (P), hacim (V), sıcaklık (T) ve madde miktarı (n) ile betimleriz. Bu dört nicelik arasındaki ilişkiler gaz yasalarıyla açıklanır. Bu konu hem günlük hayatta hem de AYT gaz soruları için temel oluşturur.

Temel Kavramlar

Gazların betimlenmesi (11.2.1.1)

Gaz tanecikleri arasındaki uzaklık büyüktür, çekim kuvvetleri ihmal edilebilir ve taneciklerin hareketi hızlı ve rastgeledir. Gazlar sıkıştırılabilir ve genleşebilir; birbiriyle her oranda homojen karışır.

• Gaz basıncı, taneciklerin kabın çeperlerine çarpmasıyla oluşur.
• Açık hava basıncı barometreyle (deniz seviyesinde 76 cmHg) ölçülür.
• Kapalı kaptaki gaz basıncı manometre kollarındaki sıvı seviyesi farkından bulunur: Pgaz = Paçık ± h (h, cmHg).
• Gaz tarafındaki sıvı seviyesi yüksekse Pgaz < Pdış; düşükse Pgaz > Pdış olur.
• Normal koşullar (NK): 0 °C ve 1 atm; 1 mol ideal gaz 22,4 L kaplar.
• Oda koşulları: 25 °C ve 1 atm; 1 mol gaz yaklaşık 24,5 L kaplar.

Gaz yasaları (11.2.1.2)

Gaz yasaları, dört nicelikten ikisi sabit tutulduğunda diğer ikisi arasındaki ilişkiyi verir. Bu yasalar ideal gaz davranışı kabul edilerek kurulur.

Boyle Yasası (n ve T sabit)

P·V = sabit → P₁V₁ = P₂V₂

Basınç ile hacim ters orantılıdır. Sabit sıcaklıkta basınç artarsa hacim azalır.

Charles Yasası (n ve P sabit)

V/T = sabit → V₁/T₁ = V₂/T₂ (T Kelvin)

Hacim, Kelvin sıcaklığıyla doğru orantılıdır. Hacim °C ile doğru orantılı değildir; grafik başlangıçtan geçen bir doğrudur.

Gay-Lussac Yasası (n ve V sabit)

P/T = sabit → P₁/T₁ = P₂/T₂ (T Kelvin)

Sabit hacimli kapta basınç, Kelvin sıcaklığıyla doğru orantılıdır.

Avogadro Yasası (P ve T sabit)

V/n = sabit → V₁/n₁ = V₂/n₂

Aynı sıcaklık ve basınçta eşit hacimdeki gazlar eşit sayıda tanecik (eşit mol) içerir. Gaz eklenir ya da çıkarılırsa hacim mol sayısıyla doğru orantılı değişir.

Birleşik gaz ve ideal gaz denklemi

P₁V₁/(n₁T₁) = P₂V₂/(n₂T₂) (n sabitse n'ler sadeleşir)

P·V = n·R·T (R = 0,082 atm·L/(mol·K))

• İdeal gaz denkleminde P atm, V litre, T Kelvin olmalıdır.
• Yoğunluk: d = P·MA/(R·T); sabit P ve T'de yoğunluk mol kütlesiyle doğru orantılıdır.
• Kütle verilirse n = m/MA yazılarak P·V = (m/MA)·R·T kullanılır.
• Gerçek gazlar yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta idealden sapar; He ve H₂ gibi küçük, apolar gazlar daha idealdir.