Kimya laboratuvarı
Taneciği hayal et; formülü, tepkimeyi ve oranı birlikte oku.
10 bölüm · ~16 dk · 17 etkileşim
Gazlar, AYT Kimya testinde her yıl 1–2 soru ile karşına çıkan, hesap ağırlıklı bir konudur. Gaz tanecikleri arasındaki çekim kuvvetleri çok zayıf, tanecikler arası boşluklar ise çok büyüktür. Bu nedenle gazların davranışı, kimyasal türlerinden büyük ölçüde bağımsız olarak dört değişkenle tanımlanır: basınç (P), hacim (V), mol sayısı (n) ve mutlak sıcaklık (T).
AYT'de bu dört değişkenin tek bir denklemde birleştiği ideal gaz denklemi (PV = nRT), gaz karışımlarında Dalton'un kısmi basınçlar yasası, taneciklerin hareketini açıklayan kinetik teori ve buna bağlı Graham difüzyon yasası sorulur. Ayrıca gerçek gazların hangi koşullarda ideale yaklaştığı yorumlanır. Soruların büyük kısmı "Hangi değişkenler sabit, hangisi değişiyor?" sorusunu doğru yanıtlamaya dayanır.
1Birimler: hesaptan önce çevir
İlk bölüm! Temeli burada atıyoruz, acele etme.
2Gaz kanunları: biri sabitse ötekiler nasıl değişir?
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
| Kanun | Sabit tutulan | İlişki |
|---|---|---|
| Boyle | n, T | P₁V₁ = P₂V₂ (P ile V ters orantılı) |
| Charles | n, P | V₁/T₁ = V₂/T₂ |
| Gay-Lussac | n, V | P₁/T₁ = P₂/T₂ |
| Avogadro | P, T | V₁/n₁ = V₂/n₂ |
Bu dört kanun birleşik gaz denkleminde toplanır: P₁V₁ / (n₁T₁) = P₂V₂ / (n₂T₂). Soruda değişmeyen nicelikler iki taraftan sadeleştirilir.
27 °C ve 1 atm'de 4 L hacim kaplayan bir gazın sıcaklığı 327 °C'ye, basıncı 2 atm'ye çıkarılıyor. Gazın yeni hacmi kaç litredir?
Sabit basınç altında 27 °C'de 6 L hacim kaplayan bir miktar ideal gaz 127 °C'ye ısıtılıyor.
Buna göre gazın son hacmi kaç litre olur?
3İdeal gaz denklemi
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
Aynı P ve T'de yoğunluk mol kütlesiyle doğru orantılıdır.
27 °C'de 8,2 L'lik kapta 0,4 mol ideal gaz bulunmaktadır. Gazın basıncı kaç atm'dir?
127 °C ve 1,64 atm'de yoğunluğu 2,2 g/L olan gazın mol kütlesi kaç g/mol'dür?
4Kinetik teori ve Graham yasası
Bunu bir arkadaşına anlatabilir misin? Kafanda bir dene.
Tanecik düzeyinde düşün: Aynı sıcaklıktaki bir He atomu ile ağır bir molekül aynı "enerji payını" taşır; ama hafif olan bu enerjiyle daha hızlı koşar.
120 cm uzunluğundaki bir borunun bir ucundan He, diğer ucundan CH₄ gazı aynı anda gönderiliyor. Gazlar borunun He ucundan kaç cm uzakta karşılaşır? (He = 4, CH₄ = 16)
5Dalton'un kısmi basınçlar yasası
Arada küçük sorular var, atlamadan çöz.
Birbiriyle tepkimeye girmeyen gazların karışımında her gaz, kabı tek başına dolduruyormuş gibi basınç uygular.
Aynı kapta ve aynı sıcaklıkta kısmi basınç, kütleyle değil mol sayısıyla orantılıdır.
Bir kapta 8 g He, 16 g O₂ ve 14 g N₂ bulunmaktadır; toplam basınç 6 atm'dir. Gazların kısmi basınçlarını bulunuz. (He = 4, N = 14, O = 16)
6Musluklu ve pistonlu kaplar
Yarıyı geçtin, harika gidiyorsun! 4 bölüm kaldı.
| Kap | Ne korunur? | Sonuç |
|---|---|---|
| Musluklu kap (sabit sıcaklık) | Musluk açılınca her gazın P·V çarpımı | P_son = (P₁V₁ + P₂V₂) / (V₁ + V₂) |
| İdeal pistonlu (serbest hareketli) kap | İç basınç, dış basınca eşit kalır | Eklenen gaz ya da ısıtma hacmi değiştirir (V ∝ nT) |
Sabit sıcaklıkta 2 L'lik kapta 3 atm He, 3 L'lik kapta 2 atm Ne vardır. Aradaki musluk açılınca son basınç ve He'nin kısmi basıncı kaç atm olur?
7Gerçek gazlar
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
Gerçek gazlar yüksek sıcaklık ve düşük basınçta ideale yaklaşır; çünkü bu koşullarda tanecikler birbirinden uzaktır ve çekim kuvvetleri önemsizleşir. Düşük sıcaklık ve yüksek basınçta ideallikten sapma artar. Mol kütlesi küçük ve apolar gazlar (He, H₂) ideale daha yakındır.
Gerçek gazlar aşağıdaki koşulların hangisinde ideal gaz davranışına en çok yaklaşır?
8Sık yapılan hatalar
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
Doğru mu, yanlış mı?
Kısmi basınç kütle oranına göre dağıtılır.
Aynı sıcaklıkta farklı gazların ortalama hızları eşittir.
Su üzerinde toplanan gazın basıncı toplam basınca eşittir.
İdeal pistonlu kapta ısıtma basıncı artırır.
Graham yasasında hafif gaz daha hızlıdır.
9ÖSYM'de nasıl soruluyor
Bunu bir arkadaşına anlatabilir misin? Kafanda bir dene.
- PV = nRT ile nicel hesap: Basınç, hacim, mol, mol kütlesi ya da yoğunluk bulunur.
- Birleşik gaz denklemi: İki durum arasında birden fazla değişken aynı anda değiştirilir.
- Kısmi basınç: Kütleleri verilen gaz karışımında bir gazın kısmi basıncı; su üzerinde toplanan gaz.
- Musluklu kap ve tepkime: Musluk açılınca gazlar karışır, bazen de tepkimeye girer; artan gazın son basıncı sorulur.
- Kinetik teori yorumu: Aynı sıcaklıktaki gazlar için kinetik enerji, hız, basınç gibi yargılardan hangilerinin doğru olduğu (I–II–III).
- Graham yasası: Hız oranından mol kütlesi ya da borudaki karşılaşma noktası.
10Kısa tekrar
Son bölüm! Biraz kaldı, bitirmek üzeresin.
T(K) = t(°C) + ; 1 atm = 76 cmHg = ; NK'da 1 mol gaz . PV = nRT, R = L·atm/(mol·K); d = . P₁V₁ / (n₁T₁) = P₂V₂ / (n₂T₂): . Ortalama kinetik enerji yalnız bağlı; v ∝ . Graham: v₁/v₂ = . Dalton: Pᵢ = ; su üzerinde P_gaz = . Musluklu kap (sabit T): P_son = . Pistonlu kap: , V ∝ nT. Gerçek gazlar ideale yaklaşır.