KİMYA TEKNOLOJİSİ GAZLAR 2

T.C.
MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI
MEGEP
(MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ
PROJESİ)
KİMYA TEKNOLOJİSİ
GAZLAR 2
ANKARA 2006
Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller;

Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının 02.06.2006 tarih ve 269 sayılı Kararı ile
onaylanan, Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında kademeli olarak
yaygınlaştırılan 42 alan ve 192 dala ait çerçeve öğretim programlarında
amaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik geliştirilmiş öğretim
materyalleridir (Ders Notlarıdır).

Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğrenmeye
rehberlik etmek amacıyla öğrenme materyali olarak hazırlanmış, denenmek ve
geliştirilmek üzere Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında
uygulanmaya başlanmıştır.

Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak, amaçlanan yeterliği
kazandırmak koşulu ile eğitim öğretim sırasında geliştirilebilir ve yapılması
önerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir.

Örgün ve yaygın eğitim kurumları, işletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik
kazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşılabilirler.

Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır.

Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığında
satılamaz.
İÇİNDEKİLER
AÇIKLAMALAR ....................................................................................................................ii
GİRİŞ ....................................................................................................................................... 1
ÖĞRENME FAALİYETİ-1 ..................................................................................................... 3
1. GAZLARDA HACİM İLE SICAKLIK İLİŞKİSİ............................................................... 3
1.1. Mutlak Sıcaklık............................................................................................................. 3
1.2. Charles Kanunu............................................................................................................. 5
UYGULAMA FAALİYETİ ................................................................................................ 8
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 11
ÖĞRENME FAALİYETİ-2 ................................................................................................... 13
2. GAZLARDA HACİM İLE BASINÇ İLİŞKİSİ................................................................. 13
2.1. Boyle-Mariotte Yasası ................................................................................................ 13
UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 17
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 19
ÖĞRENME FAALİYETİ-3 ................................................................................................... 21
3. GAZLARDA SICAKLIK İLE BASINÇ İLİŞKİSİ ........................................................... 21
3.1. Gay - Lussac Yasası.................................................................................................... 21
3.2. Amontons Kanunu ...................................................................................................... 23
3.3. Avogadro İlkesi ve İdeal Gaz Denklemi..................................................................... 24
3.3.1. Avogadro İlkesi ................................................................................................... 24
3.3.2. Genel ve İdeal Gaz Denklemi.............................................................................. 26
UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 32
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 35
ÖĞRENME FAALİYETİ-4 ................................................................................................... 37
4. GAZLARIN YAYILMA HIZLARI................................................................................... 37
4.1. Gazların Kinetik Teorisi.............................................................................................. 37
4.2. Gazların Yayılma Hızları ............................................................................................ 38
4.2.1. Difüzyon .............................................................................................................. 38
4.2.2. Efüzyon................................................................................................................ 42
UYGULAMA FAALİYETİ .............................................................................................. 43
ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME .................................................................................... 45
MODÜL DEĞERLENDİRME .............................................................................................. 47
CEVAP ANAHTARLARI ..................................................................................................... 49
KAYNAKÇA ......................................................................................................................... 51
İÇİNDEKİLER
i
AÇIKLAMALAR
AÇIKLAMALAR
KOD
ALAN
DAL/MESLEK
MODÜLÜN ADI
MODÜLÜN TANIMI
SÜRE
ÖN KOŞUL
YETERLİK
MODÜLÜN AMACI
524KI0023
Kimya Teknolojisi
Alan Ortak
Gazlar 2
Gazlarda hacim ile sıcaklık ilişkisi, hacim ile basınç ilişkisi ve
sıcaklık ile basınç ilişkisini inceleyebilme, gazların yayılma
hızlarını hesaplayabilme becerisini kazandıracak olan öğrenme
materyalidir.
40/32
Gazlar 1 modülünü başarmış olmak.
Gazları inceleyebilmek.
Genel Amaç
Gerekli ortam sağlandığında kurallara uygun olarak gazları
inceleyebileceksiniz.
Amaçlar
Gerekli ortam sağlandığında kurallara uygun olarak;
1. Gazın hacmi ile sıcaklık ilişkisini inceleyebileceksiniz.
2. Gazın hacim ile basınç ilişkisini inceleyebileceksiniz.
3. Gazın sıcaklık ile basınç ilişkisini inceleyebileceksiniz.
4. Gazların yayılma hızlarını inceleyebileceksiniz.
Ortam: Atölye, sınıf, laboratuvar, kütüphane, internet ortamı
(Bilgi teknolojileri ortamı), işletme, ev, vb. ,kendi kendinize
veya grupla çalışabileceğiniz tüm ortamlar.
EĞİTİM ÖĞRETİM
ORTAMLARI VE
DONANIMLARI
Donanım
Sınıfta; Büyük ekran televizyon, sınıf veya bölüm kitaplığı,
VCD veya DVD çalar, tepegöz, projeksiyon, bilgisayar ve
donanımları, Internet bağlantısı, öğretim materyalleri vb.
Atölyede; Atölye/sınıf/laboratuvar, deney masaları, cam balon,
mantar, cam boru, gaz toplama tüpü, beher, bek, üç ayak,
amyantlı tel, destek, enjektör, manometre balonu, U borusu,
cetvel, pamuk, bez.
ÖLÇME VE
DEĞERLENDİRME
Modülün içinde yer alan herhangi bir öğrenme faaliyetinden
sonra, verilen ölçme araçları ile kendi kendinizi
değerlendireceksiniz.
Modül sonunda öğretmeniniz tarafından teorik ve pratik
performansınızı ölçme teknikleri uygulayarak modül
uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek
değerlendirileceksiniz.
ii
GİRİŞ
GİRİŞ
Sevgili Öğrenci,
Gazlar; günlük yaşamımızda önemli bir yer tutmaktadır. Sıvılaştırılmış petrol gazları,
doğal gaz, amonyak gazı, hava, havayı kirleten fosil yakıtların oluşturduğu gazlar, şehir
sularının mikroplardan arındırılmasında kullanılan klor gazı bunlardan bazılarıdır. Gazlar
nasıl kolay taşınır? Gazlar gaz depolarına nasıl doldurulur? Sıcakta, gaz dolu kaplar tehlikeli
olur mu? Kapağı açıldığında kokulu bir maddenin kokusunu nasıl duyarız? Bu soruların
cevaplarını bu modülde bulacaksınız
Bu modülde gazların; sıcaklık, basınç, hacim arasındaki ilişkisini inceleyecek, gazların
yayılma hızını hesaplayabileceksiniz. Atmosferimiz zehirli gazlarla kirlendikçe, gazlar
hakkında bilgi sahibi olan siz değerli gençlere ihtiyaç daha da artacaktır. Mesleğinizi başarılı
bir şekilde uygulayabilmek için genel ahlak ve iş ahlakından asla taviz vermemelisiniz.
Mustafa Kemal ATATÜRK’ÜN "Hayatta en hakiki murşit ilimdir."vecizesini hiç
unutmayınız.
1
2
ÖĞRENME FAALİYETİ-1
AMAÇ
ÖĞRENME FAALİYETİ-1
Gerekli ortam sağlandığında kurallara uygun olarak, gazın hacmi ile sıcaklık ilişkisini
inceleyebileceksiniz.
ARAŞTIRMA




Bir gaz karışımı olan havadan başka bildiğiniz gaz veya gazlar nelerdir?
Araştırınız.
Havanın hangi gazlardan oluştuğunu araştırınız.
Derin nefes aldığınızda ne kadar havayı soluduğunuzu belirleyen bir proje
üreterek arkadaşlarınızla tartışınız.
Plastik balonu hava ile doldurup daha sıcak bir ortama taşırsanız, balon daha
fazla şişer mi? Araştırınız.
1. GAZLARDA HACİM İLE SICAKLIK
İLİŞKİSİ
1.1. Mutlak Sıcaklık
Katı ve sıvılarda olduğu gibi sabit basınç altında belirli miktardaki gazın sıcaklığı
artırılırsa gazlar da genleşir.
Sabit basınç altında belirli miktardaki gazın hacmini değişik sıcaklıklarda ölçüp
aşağıdaki gibi bir grafik çizilir, grafikte elde edilen doğrunun sıcaklık eksenini kestiği nokta
belirlenirse, bu nokta da sıcaklık –273 oC (Santigrat derece) dir.
3
Grafik 1.1. de görüldüğü gibi –273 oC sıcaklıkta gazın hacminin sıfır olması gerekir.
Bu nokta, erişilebilen en düşük sıcaklık olup, bu sıcaklıkta hiç bir madde gaz halinde
bulunmaz. Bu sıcaklığa, yani –273 oC’ye mutlak sıfır noktası denir. –273 oC, Kelvin (°K)
derecesi (mutlak sıcaklık derecesi ) için başlangıç noktası olup sıfır Kelvine eşittir.
Sıcaklık; Celcius (°C) türünden (t) ile Kelvin (°K) türünden (T) ile gösterilir. Bu iki
sıcaklık aralarında
T  273  t
bağıntısı vardır.
Örnek : 25 °C sıcaklık derecesini, Kelvin (°K) sıcaklık derecesi cinsinden bulunuz.
Cevap :
T = 273 + t formülünde bilinen değer yerine yazılırsa
T = 273 + 25 = 298 °K olarak bulunur.
Örnek : Bir gazın sıcaklığı 500 °K ise bu gazın sıcaklığı kaç °C dır? Hesaplayınız.
Cevap : T = 273 + t formülünde bilinen değer yerine yazılırsa
500 = 273 + t
t = 500 - 273
t = 227 °C
Örnek : 45 °C mi yoksa 315 °K mi daha yüksek sıcaklıktır? Hesaplayınız.
Cevap : Bu iki sıcaklık derecesi aynı birime dönüştürülmelidir. Bu örnekte sıcaklık
derecesini °K ye dönüştürelim
T = 273 + t
T = 273 + 45
T = 318 °K
45 °C nin °K cinsinden karşılığı 318 °K
Bu durumda 45 °C, 315 °K den daha yüksek sıcaklıktır.
4
1.2. Charles Kanunu
Resim 1.1: Uçan balonlar
Gazlar ısıtıldıklarında genleşirler. Gazların genleşmesi katı ve sıvılardan farklı olarak
gazın cinsine bağlı değildir. Hangi gaz olursa olsun sıcaklıkla aynı oranda genleşir.
Şekil 1.1: Sabit basınç altında gazların sıcaklıkla hacminin değişimi görülmektedir.
Şekil 1.1 de görüldüğü gibi sıcaklık °K cinsinden 2.5 kat artırıldığında gazın hacmide
aynı oranda artmaktadır. Bu gazın kütlesi değişmemiştir fakat özkütlesi 2.5 kat azalmıştır.
Gazların özkütlesi azalınca atmosferde daha yukarılara çıkar. Uçan balonlar gazların bu
özelliğinden yararlanılarak uçurulmaktadır. Balonun içersindeki gaz ısıtılarak genleştirilir,
genleşen gazın özkütlesi azalır. Bu durumda resim 1.1’de görüldüğü gibi balonlar da havada
uçar.
5
Grafik 1.2: Sabit basınç altında gazların sıcaklıkla hacim değişimi
Fransız bilim adamı Jacques Charles sabit basınç altında belirli miktardaki gazların
sıcaklıkla hacimlerinin değişimini incelemiştir. Charles kanunu olarak bilinen bu kanun;
“ Sabit basınç altında belirli miktardaki bir gazın hacmi, mutlak sıcaklıkla doğru
orantılı olarak değişir.” şeklinde ifade edilmektedir.
T1 :İlk sıcaklık (°K)
V1: İlk hacim ( L)
T2 :İkinci sıcaklık (°K)
V2 :İkinci hacim ( L )ise; Charles kanunu;
V1 V2

T1 T2
şeklinde formüle edilir. Bu formülde içler dışlar çarpımı
yapılırsa aşağıdaki şekilde de yazılabilir.
V1T2  V2T1
6
Şekil 1.2: Sabit basınç altında gazların sıcaklıkla hacminin değişimi görülmektedir
Örnek : Belirli bir miktardaki gazın sabit basınç altında 0°C deki hacmi 1 litredir.
Basınç değişimi olmadan gazın sıcaklığı 273oC ye çıkartılırsa, hacmi kaç litre olur?
Hesaplayınız.
Cevap: T1= 273 +t1 bağıntısında t1 yerine 0°C yazılırsa T1= 273+0  T1=273°K
olarak bulunur.
Aynı şekilde t2 yerine 273 °C yazılırsa T2= 273+273  T2=546°K
V1=1 litredir.
V1 V2

T1 T2
formülünde değerler yerine yazılırsa
olarak bulunur.
V
1
 2 olur.
273 546
Gerekli hesaplama yapılırsa, V2 = 2 litre olarak bulunur. Örnekte de görüldüğü gibi
sıcaklık Kelvin (°K) birimi cinsinden iki katına çıkartılırsa hacimde iki katına çıkmaktadır.
7
UYGULAMA
FAALİYETİ
UYGULAMA
FAALİYETİ
İşlem Basamakları
 Cam balon alınız.
Öneriler
 Balonun kuru ve temiz olmasına dikkat
ediniz.
 Ağız kısmının sağlam ve şilifli olmasına
dikkat ediniz.
 Gaz sızmasını önlemek için ağız kısmını
vazelinleyiniz.
 Gaz toplama düzeneğini kurunuz.
 Tek delikli mantar seçiniz.
 Gaz toplama borusunun ucunu mantara
takarken vazelinleyiniz.
 Gaz toplama borusunu mantara takerken
cam boruyu bez ile tutunuz.
 Gaz toplama borusunun ucunu cam
balona bağlayınız.
 Cam balona mantarı takarken hava
sızmasını önleyiniz.
 Mantarı hafif çevire çevire cam balona
takınız.
8
 Isıtma düzeneğini kurunuz
 Laboratuvar güvenlik kurallarına uyunuz.
 Beki, kuralına uyarak yakınız.
 Cam balonu ısıtınız.
 Isıtma işlemini, beki gezdirerek havanın
genleşmesini
daha
kolay
yönlendirebilirsiniz.
 Bek alevini gezdirerek tutunuz.
 Genleşen havayı gaz toplama tüpünde
toplayınız.
 Genleşen havayı, gaz toplama tüpünün
dışına kaçırmayınız.
 Genleşen hava miktarını gaz toplama
tüpünün ölçeğini geçirmeyiniz.
 Gaz toplama tüpünde toplanan hava
miktarını ölçerek not ediniz.
 İşlemi durdurmaya, cam balonunun
ağızındaki mantarı çıkartarak başlayınız.
 Beki kapatınız.
 Malzemeleri temizleyiniz
 Vazelini sıcak su ile temizleyiniz.
9
 Sonuçları rapor ediniz
 Toplanan hava miktarını rapor ediniz.
10
ÖLÇMEVE
VEDEĞERLENDİRME
DEĞERLENDİRME
ÖLÇME
OBJEKTİF TEST (ÖLÇME SORULARI)
Aşağıdaki ilk 5 soruda doğru seçenekleri işaretleyiniz. Diğer 5 sorudaki
boşlukları doldurunuz.
1.
127 °C nin °K cinsinden değeri aşağıdakilerden hangisidir?
A) 273
C) 400
B) 300
D) 546
2.
300 °K nin °C cinsinden değeri aşağıdakilerden hangisidir?
A) 27
C) 273
B) 127
D) 100
3.
Mutlak sıcaklığın başlangıç derecesi kaç °C’ dır?
A) 0
C) 273
B) -273
D) 27
4.
Sabit basınç altında, 27 °C sıcaklıkta hacmı 10 litre olan bir gazın sıcaklğını 177°C ye
çıkardığımızda hacmi kaç litre olur?
A)12
C)15
B)14
D)20
5.
Sabit basınç altında -23 °C sıcaklıkta hacmı 10 litre olan bir gazın sıcaklğını kaç°C ye
çıkardığımızda hacmi 15 litre olur?
A) 375
C)300
B) 272
D) 102
6.
Sabit basınç altında gazın sıcaklığı artırıldığında ………......... artar.
7.
Sabit basınç altında gazın hacmini artırmak için ………......... artırılmalıdır.
8.
........... ......... noktasında hiç bir madde gaz halinde bulunmaz.
9.
0°K derecesi ...............sıcaklıklığın başlangıcı sayılır.
10.
Sabit basınç altında gazların hacimlari ile sıcaklıkları.............orantılıdır.
DEĞERLENDİRME
Sorulara verdiğiniz cevaplar ile cevap anahtarınızı karşılaştırınız, cevaplarınız doğru
ise uygulamalı teste geçiniz. Yanlış cevap verdiyseniz öğrenme faaliyetinin ilgili bölümüne
dönerek konuyu tekrar ediniz.
11
UYGULAMALI TEST (YETERLİK ÖLÇME)
Öğretmeninizin size verdiği malzemeler ve gösterdiği deney masasında; cam balonu
ısıtarak havanın hacmini 30 cm3 genleştirecek bir uygulama yapınız.
Gerekli malzemeler:
Cam balon
Gaz toplama borusu
Gaz toplama tüpü
Vazelin
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Bek
Üç ayak
Amyantlı tel
Bez
Çeşme suyu
Destek
Mantar
Cam boru
Değerlendirme Ölçütleri
İş güvenliği kurallarına uydunuz mu?
Araç ve gereçlerinizi seçtiniz mi?
Gaz toplama düzeneğini kurdunuz mu?
Cam balona mantarı takarken vazelin kullandınız mı?
Mantara gaz toplama borusunu takarken bez kullandınız mı?
Beki yakma kurallarına uygun olarak yaktınız mı?
Genleşen havanın gaz toplama tüpünün dışarısına kaçmasını
önlediniz mi?
Toplanan gazın miktarını okudunuz mu?
Beki kapatmadan önce cam balonun ağzındaki mantarı çıkardınız
mı?
Araç ve gereçleri temizlediniz mi?
Kullandığınız malzemeleri öğretmeninize teslim ettiniz mi?
Hesaplamaları yaptınız mı?
Sonucu rapor ettiniz mi?
Evet
Hayır
DEĞERLENDİRME
Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınız
veya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız.
Kendinizi yeterli görüyorsanız diğer öğrenme faaliyetine geçiniz. Yetersiz olduğunuzu
düşünüyorsanız öğretmeninize danışınız.
12
ÖĞRENME FAALİYETİ-2
AMAÇ
ÖĞRENME FAALİYETİ-2
Gerekli ortam sağlandığında kurallara uygun olarak, gazın hacmi ile basınç ilişkisini
inceleyebileceksiniz.
ARAŞTIRMA



Futbol topu içerisinde az hava varken top bastırıldığında şekli değişir, içerisine
çok miktarda hava doldurulursa bu olay gerçekleşmez, nedenini araştırınız.
Bisiklet pompasına hava doldurur ucunu kapatıp pompanın pistonunu
bastırdığınızda bir süre zorlanmazsınız. Pompanın pistonunu daha fazla
bastırdığınızda zorlanırsınız, nedenini araştırınız.
İçerisine helyum doldurulan uçan balon atmosfere bırakıldığında, atmosferin üst
katmanlarında patlar, nedenini araştırınız.
2. GAZLARDA HACİM İLE BASINÇ
İLİŞKİSİ
2.1. Boyle-Mariotte Yasası
Gaz molekülleri arasında büyük boşlukların bulunması, gazlara sıkıştırılabilirlik
özelliği kazandırır. Kapalı bir kaptaki, belirli miktardaki gazın sıcaklığı değiştirilmeden
gazın hacmi değiştirilirse kaptaki gazın birim hacimdeki tanecik sayısı değişir. Buna bağlı
olarak kabın birim çeperlerine çarpan tanecik sayısıda değişir. Buda basıncı değiştirir. Hacim
artırıldığında birim hacimdeki tanecik sayısı azalır, basınç düşer. Hacim azaltıldığında birim
hacimdeki tanecik sayısı artar, basınç da artar. Gazların bu genel davranışını inceleyen ve
birbirlerinden habersiz çalışan Robert Boyle ve Mariotte kendi adları ile anılan yasayı
bulmuşlardır.
Boyle-Mariotte yasasına göre, belirli miktardaki gazın, sabit sıcaklıktaki basıncı ile
hacminin çarpımı sabittir.
P.V = sabit
P: Basınç(atm),
V :Hacim(L)dir
Boyle-Mariotte yasası, “sabit sıcaklıkta belirli miktardaki gazın basıncı ile hacmi
ters orantılıdır.” şeklinde de belirtilir.
P1:İlk basınç(atm)
P2:İkinci basınç( atm)
V1:İlk hacim( L)
V2:İkinci hacim ( L) ise;
13
P1V1  P2V2
veya
P1 V2

P2 V1
dir.
Basınç (atm)
Hacim (litre)
Grafik 2.1: Sabit sıcaklıkta gazların basınç ile hacimlerinin değişimi
Sıcaklık değişimi olmadan grafik 2.1’ de görüldüğü gibi gazların basınçları
azaltıldığında hacimleri artar veya basıncı artarsa hacmi azalır
Gaz
Misket
Piston
Manometre
Piston
Şekil 2.1: Basınç ile hacim değişimi görülmektedir
14
Hacim
(litre)
Basınç (atm)
Grafik 2.2: Basınç ile hacim değişimi görülmektedir
Sıcaklık değişimi olmadan şekil 2.1 ve grafik 2.2 de görüldüğü gibi
basınçları artırıldığında hacimleri azalır.
gazların
Örnek: Belirli bir sıcaklıkta 1.0 litrelik bir pistonda bulunan karbondioksit gazının
basıncı 1,0 atm dir. Gaz sızdırmaz özellikteki bu pistonun, piston kolu ileriye doğru itilerek
karbondioksit gazının basıncı 2.0 atm’ye çıkartılıyor. Pistonda bulunan gazın hacmi ne olur?
Hesaplayınız
Çözüm: Başlangıç basıncı P1=1.0 atm, başlangıç hacmi V1 =1,0 litredir. İkinci
durumda basıncı P2=2.0 atm olduğuna göre;
P1V1  P2V2 formülünde bilinenler yerlerine yazılırsa, 1.1 = 2.V2 eşitliği oluşur.
Buradan V2 hesaplanırsa V2=0,5 L olarak bulunur.
15
Gazların basınçla hacimlerinin azalması, gazların bir yerden başka bir yere taşınmasını
kolaylaştır. Küçük bir kaba çok miktarda gaz doldurarak daha ekonomik taşıma
gerçekleştirilir.
Örnek:Sabit sıcaklıkta hacmi 10 L olan gazın basıncı 5 atm dir.Gazın basıncı sıcaklık
değişimi olmadan 1atm yapılırsa hacmi kaç L olur? Hesaplayınız.
Çözüm:
P1= 5 atm
P2= 1 atm
V1= 10 L
V2= ? bilinmiyor
Bilinenleri P1V1  P2V2 formülünde yerlerine yazalım,
5.10 = 1. V2
 V2=50 L olur.
16
UYGULAMA
FAALİYETİ
UYGULAMA
FAALİYETİ
İşlem Basamakları
 Bir adet temiz enjektör alınız.
Öneriler
 Enjektörün, hacmi 50 ml
veya daha fazla olmasına
dikkat ediniz
 Enjektörün pistonu hava
kaçırmamalıdır. Hava
kaçırıyorsa vazelin
kullanınız
 Enjektörün ucunda iğne
olmamalıdır.
 Enjektördeki hava miktarını belirleyiniz.
 Enjektör ucunun tam olarak
kapalı olduğundan emin
olunuz.
 Enjektörün ucunu parmak ile kapatınız.
17
 Enjektörün pistonunu ileri iterek içindeki havaya
basınç uygulayınız. Enjektördeki havanın hacmini
gözlemleyerek not ediniz.
 Uygulanan basıncı kaldırınız. Piston içindeki havanın
hacmini gözlemleyerek not ediniz.
 Enjektöre
ne
kadar
basınç
hesaplayarak sonucu rapor ediniz.
 Pistonun
tekrar
eski
konumuna
gelmesini
gözlemleyiniz.
 Enjektör
ucundan
hava
kaçarsa
piston
eski
konumuna gelmeyeceği için
hava kaçmamsına dikkat
ediniz.
 Gözlemlediğiniz
hacim
değerlerini
karşılaştırmayı
unutmayınız.
uyguladığınızı
18

Bulunduğunuz ortamın açık
hava basıncını tespit ederek
hesaplamalarınızı yapınız.

Miktarları rapor ederken
birimlerini yazınız.
ÖLÇME
VE
DEĞERLENDİRME
ÖLÇME
VE
DEĞERLENDİRME
OBJEKTİF TEST (ÖLÇME SORULARI)
Aşağıdaki ilk 2 soruda doğru seçenekleri işaretleyiniz. Diğer 8 sorudaki
boşlukları doldurunuz.
1.
Sabit sıcaklıkta 2 atm basınç altında hacmi 10 litre olan bir gazın basıncı 4 atm’e
çıkartıldığında hacmi kaç litre olur?
A)5
C)20
B)15
D)40
2.
Sabit sıcaklıkta 5 atm basınç altında 8 litre hacim kaplayan bir gazın hacmini 20
litreye çıkartmak için kaç atm olmalıdır?
A)4
C)2
B)3
D)1
3.
Sabit sıcaklıkta gazın basıncı artırıldığında,................ azalır.
4.
Sabit sıcaklıkta gazın ...........
5.
Sabit sıcaklıkta gazların basınçları ile hacimleri
6.
Sabit sıcaklıkta basınç artırıldığında gazın hacmi azalır, birim hacimdeki tanecik sayısı
..................
7.
Sabit sıcaklıkta gazın basıncı azaltıldığında gazın hacmi artar, birim ............. tanecik
sayısı azalır.
8.
Gazlar basınç altında sıkıştırıldıklar için
doldurulurlar.
9.
Gazlar sıkıştırılabilen ………..... maddelerdir.
10.
Gazlara uygulanan basınç kaldırılırsa hacimleri ……………...
azaltıldığında, hacmi artar.
..........
orantılıdır.
çelik tüpler içinde
..….. ….…...
DEĞERLENDİRME
Sorulara verdiğiniz cevaplar ile cevap anahtarınızı karşılaştırınız, cevaplarınız doğru
ise uygulamalı teste geçiniz. Yanlış cevap verdiyseniz öğrenme faaliyetinin ilgili bölümüne
dönerek konuyu tekrar ediniz.
19
UYGULAMALI TEST (YETERLİK ÖLÇME)
Bir enjektör alarak havanın basınç ile hacim değişimini inceleyerek uyguladığınız
basınç miktarını hesaplayınız.
Gerekli malzemeler:

Enjektör

Barometre
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Değerlendirme Ölçütleri
İş güvenliği kurallarına uydunuz mu?
İş önlüğünü giydiniz mi?
Temiz enjektör seçtiniz mi?
Enjektör hava kaçırıyor mu? Kontrol ettiniz mi?
Enjektörün pistonunu ayarlayarak havanın hacmini belirlediniz
mi?
Enjektörün ucunu kapattınız mı?
Enjektörün pistonunu ileri ittiniz mi?
Enjektördeki gazın hacmini gözlemlediniz mi?
Enjektörün pistonunuza uygulanılan basınç kaldırıldığında piston
ilk konumuna geldi mi?
Enjektörün hacminde bir değişme oldu mu?
Gazın hacmini yarıya indiren basınç miktarını hesapladınız mı?
Sonuçları rapor ettiniz mi?
Evet
Hayır
DEĞERLENDİRME
Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınız
ya da beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız.
“Hayır” cevapları için öğretmeninize danışınız.
20
ÖĞRENME FAALİYETİ-3
ÖĞRENME FAALİYETİ-3
AMAÇ
Gerekli ortam sağlandığında kurallara uygun olarak, Gazın sıcaklık ile basınç ilişkisini
inceleyebileceksiniz.
ARAŞTIRMA


Bisiklet lastiğini şişirirken kullanılan hava pompasının içindeki hava ısınır.
Nedenini araştırınız.
Maddelerin gaz halindeki hacmi, katı ve sıvı hallerine göre daha fazladır.
Nedenini araştırınız.
3. GAZLARDA SICAKLIK İLE BASINÇ
İLİŞKİSİ
3.1. Gay - Lussac Yasası
Sabit hacimli kapalı bir kapta bulunan belirli miktardaki gazın sıcaklığı artırılırsa gaz
moleküllerinin kinetik enerjisi artar. Kinetik enerji Ek=1/2 mv2 formülü ile gösterilir.
Formülde (m) gaz molekülünün kütlesini ,(v) ise molekülün hızını belirtir. Formülden de
anlaşıldığı gibi kinetik enerjinin artması molekülün hızının (v) artmasından dolayıdır. Hızlı
hareket eden moleküller kabın çeperlerine daha sık ve daha kuvvetlice çarparlar. Bu
durumda gazın basıncı artar. Kaptaki gazın sıcaklığı düşürülürse gaz basıncı azalır.
Gazlarda sıcaklıkla basınç arasındaki bu ilişki ilk defa Fransız bilim adamı Joseph Gay
Lussac tarafından incelenmiştir
Gay Lussac kanununa göre; “Kapalı ve sabit hacimli bir kapta bulunan, belirli
miktardaki bir gazın basıncı, mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır.” Bu kanun ;
P1 P2

T1 T2
şeklinde yazılır.
P1:İlk basınç (atm)
P2 :İkinci basınç(atm)
V1:İlk hacim (L)
V2:İkinci hacim(L) dir.
21
Örnek: Resim 3.1 (a) da buza batırılmış ( 0°C) kaptaki CO2 gazının basıncı 1 atm dir.
Bu kap (b) deki kaynamakta olan (100°C) suya batırıldığında basınç kaç atm olur?
Hesaplayınız.
Cevap: P1 = 1 atm
Sıcaklıkları Kelvin cinsinden yazalım,
T1=273+t1 den
T1=273+0
 T1=273°K
T2=273+t2 den
T2=273+100
 T2=373°K
Bulunan değerler
P1 T1
1 273

formülünde yerlerine yazılırsa

P2 T2
P2 373
eşitliği
elde edilir.
Hesaplamalar yapılırsa P2= 1,37 atm olduğu görülür.
(a)
(b)
Şekil 3.1: a) Buz içine batırılmış CO2 içeren cam balon
b) Kaynamakta olan suya batırılmış CO2 içeren cam balon
Gazlar sabit hacimli kaplara doldurulurken soğutulursa hacmi azalacağından, daha çok
miktarda gaz kaplara doldurularak taşınabilir.
22
3.2. Amontons Kanunu
Bir kap içersindeki gazın basıncı gaz ısıtıldığı zaman artmaktadır. Basınç ve sıcaklık
arasındaki matematiksel ilişki hacim ve sıcaklık ilişkisine benzemektedir. Hacim sabit
tutulduğunda bir gazın basıncı direkt olarak mutlak sıcaklık ile değişiklik
göstermektedir.
P=k T
P :Basınç(atm)
T: Sıcaklık(°K)
k : Sabit olup değeri gazın miktarına ve hacmine bağlıdır.
Bu genelleştirme Amonton kanunu olarak adlandırılır.
Amonton kanunu Gay Lussac kanununun başka bir ifade şeklidir.
Örnek: 0°C de 10 litrelik bir kap 2 atm lik bir gaz ile doldurulmuştur. Hangi
sıcaklıkta kabın içersindeki basınç 2,5 atm olacaktır?
Çözüm: V sabit
P1=2atm
P2=2,5 atm
T1=273 °K
T2=? Bilinmiyor.
23
P1 P2

T1 T1
Formülde değerler yerlerine yazılırsa
2
2,5

eşitliği elde edilir. Gerekli hesaplamalar yapılırsa
273 T2
T2 ═ 341 °K
bulunur.
T= 273 + t formülünde T yerine değeri yazılırsa
341 = 273 + t
t ═ 341-273
buradanda t ═ 68 °C bulunur.
3.3. Avogadro İlkesi ve İdeal Gaz Denklemi
3.3.1. Avogadro İlkesi
Katı ve sıvıların hacmi, basınç ve sıcaklığa bağlı olarak büyük oranlarda değişmez.
Gazların hacimleri ise basınç ve sıcaklığa bağlı olarak büyük oranlarda değişiklik gösterir.
Bu durumda 1 mol gazın hacmi, basınç ve sıcaklık koşullarına göre farklılıklar gösterir.
Şekil 3.2:Aynı şartlardaki gazların eşit hacimlerinde eşit sayıda molekül vardır
Avagadro ilkesine göre; aynı sıcaklık ve basınç koşullarında bütün gazların eşit
hacimlerinde eşit sayıda tanecik bulunur. Ya da aynı koşullardaki gazların birer
mollerinin hacimleri birbirine eşittir.
Çeşitli gazlarla yapılan ölçümlerde; 0°C sıcaklık ve 1 atmosfer basınçta (Normal
Şartlar Altında) tüm gazların 1 molü 22,4 litre hacim kapladığı görülmektedir. Bu hacme
gazların normal şartlar altındaki (N.Ş.A) molar hacmi denir Vo ile gösterilir.
Aynı koşullar altında bulunan iki ayrı gazın mol sayılarının oranı gazların
hacimlerinin oranına eşittir. Buna göre bu ifadeyi bir orantı ile formüle edebiliriz.
24
n1 V1

n 2 V2
n1 :birinci gazın mol sayısı
V1: birinci gazın hacmi(L)
n2: ikinci gazın mol sayısı
V2: ikinci gazın hacmi(L)
Örnek : Belirli sıcaklık ve basınç altında 2 mol hidrojen gazının 20 L hacim kapladığı
koşullarda 0,5 mol karbondioksit gazı kaç L hacim kaplar?
Çözüm:
n1=2 mol (Hidrojen gazının mol sayısı )
V1= 20 L( Hidrojen gazının hacmi)
n2 = 0,5 mol (karbondioksit gazının mol sayısı)
V2 = ? Bilinmiyor.(Karbondioksit gazının hacmi)
Bilinenleri,
n1 V1

n 2 V2
2
20

0,5 V2
gerekli hesaplamalar yapılırsa V2=5 L olarak bulunur.
formülde yerlerine yazalım
Gaz halindeki elementler arasında gerçekleşen kimyasal tepkimelerden önce ve sonra
aynı koşullardaki hacmi ölçülerek Avogadro Yasası yardımı ile molekül formülü bulunabilir.
Bunu bir örnekle açıklayalım; Hidrojen gazı ile oksijen gazı tepkimeye girerek su
molekülünü oluşturur.
2 hacim hidrojen gazı + 1 hacim oksijen gazı→ 2 hacim su buharı
Hacimlerin oranı mol sayılarının oranına eşit olduğuna göre su molekülündeki
hidrojenin mol sayısı (n1) ile oksijenin mol sayısının (n2) oranı ;
n1 2
 dir.
n2 1
Su molekülü; 2 mol hidrojen gazı ile 1 mol oksijen gazının birleşmesi ile oluşmuştur.
Su molekülünün formülüde H2O olarak bulunur.
Benzer şekilde Amonyağın formülüde bulunur;
3 hacim hidrojen gazı + 1 hacim azot gazı → 2 hacim amonyak gazı
25
Hacimlerin oranı mol sayılarının oranına eşit olduğuna göre amonyak molekülünde,
hidrojenin mol sayısı (n1) ile azottun mol sayısının (n2) oranı;
n1 3
 dir
n2 1
Amonyak molekülü; 3 mol hidrojen gazı ile 1 mol azot gazının birleşmesi ile
oluşmuştur.. Amonyak gazının molekül formülüde NH3 olarak bulunur.
3.3.2. Genel ve İdeal Gaz Denklemi
Gazlar için ileri sürülen varsayımlara ve gaz yasalarına uyan gazlara ideal gaz denir.
Gerçekte hiç bir gaz ideal değildir. Gazlar, ideallikten az yada çok sapma gösterirler. Çok
yüksek olmayan basınçlar ve çok düşük olmayan sıcaklıklarda bu sapma önemsenmeyecek
kadar azdır.
Bundan önce bahsedilen; Boyle-Mariotte, Gay- Lussac ve Charles yasalarından
yararlanarak belirli miktardaki gaz için basınç, hacim, sıcaklık değişkenlerini bir eşitlikte
toplayabiliriz. Bu eşitliği;
PV
 Sabit
T
şeklinde formüle edilir. Bu formülde;
P :Basınç ( atm)
V:Hacim ( L )
T:Mutlak sıcaklık (°K )dir.
Belirli miktardaki bir gaz bir değişime tabi tutulursa eşitliğin sağ tarafı her aşamada
aynı değeri alır. Bu durum aşağıdaki formüle edilir.
PV P1V1 P2V2


 Sabit
T
T1
T2
Bu formüle genel gaz denklemi denir. Bu formülden yararlanarak değişkenlerden
bilinmeyenler hesaplanabilir.
Örnek: 0oC de 2 atm basınç altında hacmi 10 L olan bir gazın; 273 oC ve 1 atm basınç
altındaki hacmi kaç L’dir? Hesaplayınız.
Çözüm:
P1=2atm
P2= 1atm
V1=10 L
t1= 0oC  T1=273+t1  T1= 273+0  T1= 273 oK dir.
t2=273 oC  T2=273+ 273  T2= 546 oK dir.
26
V2=? Bilinmiyor
P1V1 P2V2

formülünde değerler yerine yazılırsa
T1
T2
2.10 1.V2

273 546
V2=40 L olarak bulunur.
Resim-3.1: a) 1.kaba basınç uygulanırsa gazın hacmi azalır(Boyle –Mariotte kanunu)
b) 1.kabın sıcaklığı artırılırsa gazın hacmi artar( Charles kanunu)
c) 1.kabdaki gazın mol sayısını artırırsak hacmi artar ( Avogadro kanunu)
1 mol ideal gazın; hacim, sıcaklık ve basınç gibi değişkenleri değişirse;
PVo
 sabit
T
n
eşitliğinde Vo (1 mol gazın hacmi) yerine;
V
Formülünden
Vo
27
Vo 
V
Yazılır ve gerekli düzenlemeler yapılırsa;
n
PV
 Sabit formülü oluşur.
nT
Buradaki sabit R ile gösterilirki, Bu R değerine genel gaz sabiti veya Evrensel Gaz
Sabiti denir. Sabit ifadesi yerine R yazılırsa;
PV
 R Formülü oluşur. Gerekli düzenlemeler yapılırsa;
nT
PV  nRT
formülü elde edilir.
Bu eşitliğe ideal gaz denklemi denir. Bu formülde;
P :Basınç(atm)
V :Hacim (L)
n :Mol sayısı,
T :Sıcaklık (oK) alındığında,
R gaz sabitinin değeri, R=
22,4
 0,08205 L atm/mol oK olur.
273
Tablo3.1: R sabitinin bazı birimlere bağlı olarak değeri
Sayısal değeri
0,08205
1,987
8,314
8,314.107
Birimi
L atm/mol oK
Kal/mol oK
Joule/mol oK
Erg /mol oK
Örnek : Normal şartlar altında 2 mol CO2 gazının hacmini kaç L dir? Hesaplayınız.
Çözüm:
Normal Şartlar Altında'nın anlamı , 0oC ve 1 atm basınç demektir. Buna
göre ;
t1=0oC  T=273+0  T=273 oK
P= 1atm
n= 2mol
R=0,082 L atm/mol oK dir.
Bilinenler formülde yerlerine yazılırsa;
PV = nRT
1.V=2. 0,082 . 273
V=44,8L olur.
28
Örnek: 2 atm basınç altında 273 °K sıcaklıkta 10 litrelik bir kap kaç mol H2 gazı
alabilir? Hesaplayınız.
Çözüm: P=2 atm
V=10 lt
T=273°K
R=0,082 atm °/K mol alınır,
PV  nRT Formülde yerine yazılırsa;
2 . 10 ═ n .0,082 . 273
n ═0,89 mol bulunur
Bu kap 0,89 mol H2 gazı alabilir.
İdeal gaz denkleminde n yerine ;
n
m
MA
PV 
bağıntısındaki eşitlik alınır ve yerine yazılırsa;
m
RT
MA
formülü elde edilir.
Bu bağıntıdaki,
m: Gazın gram cinsinden kütlesidir.
MA :Gazın gram cinsinden mol kütlesidir
Örnek: 2 atm basınç altında 546 °K sıcaklıkta 1,6 g CH4 gazı kaç L hacim kaplar?
(CH4=16g/mol)
Çözüm: P = 2atm
T= 546 °K
M=1,6 g
MA=16g/mol
bilinenleri
2.V 
PV 
m
RT
MA
formülünde yerlerine yazarsak,
1,6
 0,082  546  V=2,24 L hacim kaplar
16
29
d
m
V
PV 
P
eşitliğine göre m = d. V’ dir. Denklemde m yerine d.V yazılırsa
dV
RT bağıntısı elde edilir. iki tarafdaki V 'ler sadeleştirilirse buradanda;
MA
d
RT
MA
formülü elde edilir.
d:Gazın özkütlesi (g/L)
Formüldende görüldüğü gibi bir gazın özkütlesi, basınca, sıcaklığa ve gazın molekül
kütlesine bağlıdır
Örnek: 2 atm de 273 oK de CO2 gazının özkütlesi kaç g/L dür? (CO2:44g/mol)
Çözüm : P=2 atm
T=273 oK
MA=44 g/mol
d=? Bilinmiyor.
Bilinenler
2
P
d
RT
MA
d
.0,082.273 
44
formülde yerlerine yazılırsa;
d=3,93 g/L dür.
Sabit sıcaklıkta kütlesi değişmeyen bir gazın basıncı, özkütlesi (d) ile doğru
orantılıdır.
P1
P2

d1
d 2
P1:İlk basınç(atm)
d1:İlk özkütle (g/L)
P2:İkinci basınç(atm)
d2:İkinci özkütle(g/L)
30
Örnek: Sabit sıcaklıkta 1 atm basınç altında özkütlesi 0,7g/L olan bir gazın aynı
sıcaklıkta 4 atm basınçdaki özkütlesi kaç g/L olur? Hesaplayınız.
Çözüm: P1=1 atm
P2= 4 atm
d1= 0,7g/L
d2=? Bilinmiyor.
P1
P2

d1
d 2
formülde bilinenler yerlerine yazılırsa,
1
4

eşitliği elde edilir.
0,7 d 2
Gerekli hesaplamalar yapılırsa d2 =2,8 g/L bulunur.
Örnektede görüldüğü gibi gazın basıncı artınca hacmi azalır,özkütlesi artar.
Örnek: Sabit sıcaklıkta 2 atm basınç altında özkütlesi 2,6g/L olan bir gazın
özkütlesini 0,647g/L ye getirmek için gazın basıncı kaç atm olmalıdır? Hesaplayınız.
Çözüm: P1=2 atm
d1=2,6g/L
d2=0,647g/L
P2=? Bilinmiyor.
P1
P2

d1
d 2
formülde bilinenler yerlerine yazılırsa,
P2
2

eşitliği elde edilir.
2,6 0,647
Gerekli hesaplamalar yapılırsa P2 = 0,497 atm veya yaklaşık olarak P2=0,5 atm olarak
bulunur. Sabit sıcaklıkta gazın özkütlesini azaltmak için basıncını azaltmak gerekir veya
hacmini artırmak gerekir.
31
UYGULAMA
FAALİYETİ
UYGULAMA
FAALİYETİ
İşlem Basamakları
 U şeklinde cam boru alınız.
Öneriler
 U borusu kuru ve temiz olmalıdır.
 U
borusunu
bağlayınız.
manometre
balonuna
 U borusunu plastik hortuma bağlarken,
U borusu bezle tutulmalıdır.
 U borusunu plastik hortuma bağlarken,
U borusunun ucunu vazelinleyiniz.
 Manometrenin U borusuna sıvı koyunuz.
 U borusuna konacak sıvının özkütlesi
büyük olmalıdır.(Örnek Cıva)
 U borusu kolay kırılabilir.
 U borusuna sıvı doldururken dikkatli
olunuz.
 U borusundaki sıvı seviyesi her iki
koldada eşit olmalıdır.
32
 Isıtma düzeneği kurunuz.
 Dikkatli ve titiz çalışınız.
 U borusundaki sıvı seviyesini ölçünüz
 Sıvı seviyesi
geçmemelidir.
U
borusunun
yarısını
 Manometre balonunu ısıtınız.
 Bek alevinin düşük ayarda olmasına
dikkat ediniz.
 Isıtma yaparken beki elle tutarak kontrollü
ısıtma yapınız.
 Isıtma yaparken U borusundaki sıvı
gözlenmelidir.
33
 U borusundaki sıvı seviyesini tekrar
ölçünüz.
 Şeffaf cetvel kullanmaya özen gösteriniz.
 U borusunun kollarındaki, sıvı seviyeleri
arasındaki farka dikkat ediniz.
 Sonuçları gözlemleyiniz.
 Gazın
basıncındaki
hesaplayınız.
değişmeyi
 Sonuçları rapor ediniz.
 Sonuçları öğretmene bildiriniz.
 Araç ve gereçleri temizleyiniz.
öğretmene teslim ediniz.
34
ve
ÖLÇME
VE
DEĞERLENDİRME
ÖLÇME
VE
DEĞERLENDİRME
OBJEKTİF TEST (ÖLÇME SORULARI)
Aşağıdaki ilk 5 soruda doğru seçenekleri işaretleyiniz.Diğer sorularda boş olan
yerleri doldurunuz.
1.
Sabit hacimli bir kapta bulunan bir gazın 0 oC sıcaklıktaki basıncı 4 atm dir.
Gazın sıcaklığın 546°K ye çıkartılırsa basıncı kaç atm olur? Hesaplayınız.
A) 6
B) 8
C) 10
D) 12
2.
Sabit hacimli bir kapta bulunan bir gazın 273oC sıcaklıktaki basıncı 2 atm dir. Gazın
sıcaklığın kaç oC olursa, basıncı 6 atm olur? Hesaplayınız.
A) 273
B) 546
C) 819
D) 1365
3.
mol CO2 gazı Normal Şartlar Altında ( 0 oC ,1 atm) kaç litre hacim kaplar ?
A) 10
B) 22,4
C) 20
D)44,8
4.
11,2 litrelik bir kaba Normal Şartlar Altında (0oC ,1 atm) kaç mol CO2 gazı
doldurulabilinir?
A) 0,5
B) 1
C) 1,5
D) 2
5.
P V ═ n R T eşitliğinde hangi değişkenin birimi atm dir ?
A) n
B) V
C) P
D) T
6.
Manometre balonundaki gaz ısıtıldığında, gazın ............
7.
Belirli miktardaki bir gazın basıncı, mutlak ............ doğru orantılıdır
8.
0oC de 1atm basınç altında 1 mol gazın hacmi ............ litre dir.
9.
Bütün gaz yasalarına uyan gazlara .............. gaz denir.
10.
Manometre kapalı kaplardaki gazların ........... ölçmek için kullanılan alettir.
artar.
DEĞERLENDİRME
Sorulara verdiğiniz cevaplar ile cevap anahtarınızı karşılaştırınız, cevaplarınız doğru
ise uygulamalı teste geçiniz. Yanlış cevap verdiyseniz öğrenme faaliyetinin ilgili bölümüne
dönerek konuyu tekrar ediniz.
35
UYGULAMALI TEST (YETERLİK ÖLÇME)
Manometre balonu alarak, içersindeki havanın sıcaklıkla basıncının değişimini
inceleyiniz.Manometre balonundaki hava basıncını 15 cm Hg artırınız.
Gerekli malzemeler:
U borusu
manometre balonu
cam boru
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
plastik hortum
Cıva
Cetvel
Değerlendirme Ölçütleri
İş güvenliği kurallarına uydunuz mu?
Çalışma önlüğünü giydiniz mi?
Temiz bir U borusu aldınız mı?
U borusunu manometre balonuna bağladınız mı?
U borusuna Cıva koydunuz mu?
Beki kurallara uygun olarak yaktınız mı?
U borusu tarafındaki vanayı açtınız mı?
U borusundaki Cıva seviyesini ölçtünüz mü?
Manometre balonunu ısıttınız mı?
U borusundaki Cıva seviyesini tekrar ölçtünüz mü?
Araç ve Gereçleri temizlediniz mi?
Sonuçları gözlemleyerek rapor ettiniz mi?
Evet
Hayır
DEĞERLENDİRME
Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınız
veya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız.
Hayır, cevapları için öğretmeninize danışınız.
36
ÖĞRENME FAALİYETİ-4
ÖĞRENME FAALİYETİ-4
AMAÇ
Gerekli donanımı kullanarak standartlara uygun olarak gazların yayılma hızlarını
hesaplayabileceksiniz.
ARAŞTIRMA



Gazlar, katı ve sıvılardan farklı olarak sıkıştırılabilirler.Nedenini araştırınız.
Odanın bir köşesinde kapağı açılan bir esansın kokusunu bir süre sonra diğer
köşede hissederiz. Nedenini araştırınız.
Gazlar niçin homojen karışım oluştururlar? Araştırınız.
4. GAZLARIN YAYILMA HIZLARI
4.1. Gazların Kinetik Teorisi
Gazlar katı ve sıvılara göre farklı davranış gösterirler, gazların sıkıştırılabilme,
genleşme, yayılma gibi farklı davranışlarının nedenlerini bilim adamları araştırmışlar ve
gazların özelliklerini açıklamak için kinetik teori(kuram) önerilmiştir.
Gaz
sıvı
katı
Şekil 4.1: Katı, sıvı ve gaz taneciklerinin görünüşü
37
Şekil 4.2: Gaz moleküllerinin hareketleri görülmektedir
Kinetik teoriye göre;










Gazlar her yöne doğru haraket eden taneciklerden oluşmuştur.
Tanecikler (moleküller) arası boşluk yanında taneciklerin kendi hacimleri yok
sayılabilecek kadar küçüktür. Bu nedenle gazlar sıkıştırılabilirler.
Taneciklerin her birinin davranışı diğer taneciklerin bulunmasından
etkilenmezler.
Gazları oluşturan tanecikler birbirleriyle ve bulundukları kabın içyüzeyleriyle
çarpışılar.
Çarpışmalar sırasında hızları ve haraket yönleri sürekli değişir.
Tanecikler çarpışmalar sırasında değişikliğe uğramazlar.
Çarpışmadan sonraki toplam kinetik enerji, çarpışmadan öncekine eşittir.
Gaz molekülleri sıcaklık yükseldiğinde daha hızlı, sıcaklık düştüğünde daha
yavaş hareket ederler.
Molekül kütleleri küçük yada büyük olsun, aynı sıcaklıkta tüm gazların
moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri aynıdır.
Gaz tanecikleri birbirlerinden oldukça uzakta bulunduklarından aralarında
çekim kuvveti yoktur. Bu nedenle birbirlerinden bağımsız hareket ederler.
4.2. Gazların Yayılma Hızları
4.2.1. Difüzyon
Aralarında kimyasal bir tepkime vermeyen gazlar, birbiri içinde her oranda yayılarak
homojen bir karışım oluştururlar. Gazların birbirleri içersinde veya boşlukta yayılmasına
difüzyon denir.
38
Şekil 4.3: Gazların yayılması
Molekül kütleleri farklı olan gazların yayılma hızları da farklıdır.
Belirli sıcaklıktaki bir gazın moleküllerinin hızı birbirinden farklı olduğu halde,
ortalama kinetik enerjileri birbirine eşittir. Buna göre;
(K.E)1
= (K.E)2 yazılabilir.
MA1 :Birinci gazın mol kütlesi
MA2:İkici gazın mol kütlesi
v1 :Birinci gazın yayılma hızı
v2 :İkinci gazın yayılma hızı, olduğuna göre,
1
2
M A1v1
2
v1

v2

1
2
M A 2 v2
2
M A2
M A1
Yazılabilir. Buradan gerekli düzenlemeler yapılırsa;
formülü oluşturulur.
Formüle göre; aynı sıcaklıktaki gazların difüzyon hızları, molekül kütlelerinin
kare kökü ile ters orantılıdır.
Bu kanuna Graham (Graham) Difüzyon yasası denir.
Örnek: Hidrojen gazının yayılma hızının 10 m/s olduğu koşullarda oksijen gazının
yayılma hızı kaç m/s olur? Hesaplayınız. (H2: 2 g/mol, O2:32 g/mol )
39
Çözüm
v1=Hidrojen gazının yayılma hızı 10 m/s
MA1= Hidrojen gazının kütlesi 2 g /mol
MA2= Oksijen gazının kütlesi 32 g/mol
v2= ? Oksijen gazının yayılma hızını bilinmiyor.
Bilinenler v1 
v2
10
32

v2
2
M A2
M A1
formülünde yerine yazılırsa,
buradan
v2=2,5 m/s olara bulunur.
Bu örnektede görüldüğü gibi oksijen gazının molekül kütlesi büyük olduğundan
hidrojene göre daha yavaş yayılır.
Resim 4.1: Brom gazının moleküllerinin yayılması görülmektedir.
Gazların molekül kütleleri özkütleleri ile doğru orantılıdır.Bu nedenle Graham
difüzyon kanunu;
v1

v2
M A2

M A1
d2
d1
Şeklinde formüle edilir. Bu formülde gerekli düzenleme
yapılırsa;
v1

v2
d2
d1
formüle edilir.
40
Formülde;
v1: Birinci gazın yayılma hızı (m/s)
d1: Birinci gazın özkütlesi(g/L)
v2 : İkinci gazın yayılma hızı (m/s)
d2: İkinci gazın özkütlesi(g/L)
Formülde de görüldüğü gibi; gazların yayılma hızı öz kütlelerinin kare kökü ile ters
orantılıdır. Özkütlesi büyük olan gaz daha yavaş yayılır.
Örnek: Özkütlesi 0,18g/L olan bir gazın yayılma hızının 20 m/s olduğu koşullarda
yayılma hızı 5 m/s olan gazın özkütlesi kaçtır? Hesaplayınız.
Çözüm: v1=20 m/s
d1=0,18 g/ L
v2=5 m/s
d2=? Bilinmiyor.
v
d2
Bilinenler 1 
formülde yerine yazılırsa,
v2
d1
20

5
d2
0,18
buradan d2= 2,88g/L olarak bulunur.
Aynı sıcaklıkdaki küçük kütleli gaz moleküllerinin yayılma hızları büyük kütleli gaz
moleküllerinin yayılma hızlarından daha büyüktür.Kapta bulunan gazlar çevreye yayılırken
küçük moleküllü gazlar kaptan daha kısa sürede difüzlenirler.Molekül kütleleri farklı iki
gazların difüzlenme süreleri t1 ve t2 difüzlenme hızları v1 ve v2 ile ters orantılıdır.
v1 t 2

v2 t1
235
U izotopları
yazılabilir. Difüzyon yolu ile gazlar bir birlerinden ayrılabilirler.Bu yolla
238
U izotopundan ayrılır.Grahamın difüzyon yasasına göre gazların molekül
kütleleri dikkate alınır ve
v1 t 2
v1 t 2
 

formülünü yeniden düzenlenirse
v 2 t1
v 2 t1
formülü oluşur. Bu formül
t2

t1
M A2
M A1
M A2
M A1
şeklinde yazılır. Bu formülde ;
t1: Birinci gazın difüzlenme süresi,
t2:İkinci gazın difüzlenme süresidir.
Örnek: Küçük bir delikten 1L Oksijen gazı ve 1 L X gazının aynı şartlarda ayrı ayrı
Düfizyon süreleri sırası ile 20 dakika ve 5 dakikadır. Oksijenin molekül kütlesi 32 g/mol
olduğuna göre X gazının molekül kütlesi kaç g /mol dür? Hesaplayınız.
41
Çözüm: t1= 20 dk,
t2= 5 dk .
MA1= 32g/mol
MA2= ? X gazının mol kütlesi bilinmiyor.
Bilinenleri
M A2
5

20
32
bulunur.
t2

t1
M A2
formülde yerlerine yazalım
M A1
Hesaplamalar yapılırsa MA2 (X gazının mol kütlesi)= 2g/mol olarak
4.2.2. Efüzyon
Bir kapta bulunan gazın, kapta açılan çok küçük bir delikten boşluğa kaçmasına
efüzyon (dışa yayılma )denir. Difüzyon sabit basınçta gerçekleşen bir olay olduğu halde
efüzyon bir basınç farkı ile oluşmaktadır. Gazların efüzyon hızları grahamın difüzyon
yasasına uygun olarak değişir.
Şekil 4.4: Gazların difüzyon ve efüzyonları görülmektedir.
42
UYGULAMA
FAALİYETİ
UYGULAMA
FAALİYETİ
İşlem Basamakları
 Cam boru alınız.
Öneriler
 Cam boru temiz ve kuru
olmalıdır.
 Cam boruyu desteğe tutturunuz
 Cam
boruyu
destege
tuttururken kıskacı fazla
sıkmayınız.cam
boru
kırılabilir.
 Hidroklorik aside batırılmış pamuğu cam borunun bir
tarafına ,amonyağa batırılmış pamuğu diğer tarafa
 Derişik Hidroklorik asit
gelecek şekilde aynı anda takınız.
ve
derişik amonyak
kullanınız.
 Bulunduğunuz ortamda sis
oluşmaması için, derişik
hidroklorik asit ve derişik
amonyaka
batırdığınız
pamuğu çok hızlı bir
şekilde cam boruya takınız
 Asit ve amonyak solunum
yollarına zarar verdiği için,
teneffüs
etmemeye
çalışınız
 Pamuğu pens ile tutunuz.
43
 Mantarla uçları kapatınız
 Pamukların
olduğu
yeri
işaretleyiniz.
 Cam borunun uçlarını kapatarak
asit ve amonyak gazlarının çevreye
yayılmasını önleyiniz.
 Cam borunun uçlarını kapadıktan
sonra bir süre bekleyiniz.
 Her iki gazın aldığı yolu ölçünüz.
 Gazlar karşılaştığı yerde tepkimeye
girerek beyaz katı amonyum klorür
oluştururlar.
 Gazların aldığı yolu hesaplayınız.
 Oluşan beyaz amonyum klorürü
daha iyi gözlemlemek için siyah
zemin kullanınız.
 Hesaplama yapınız
 Hesaplamaları Graham difüzyon
yasasından faydalanarak yapınız.
 Sonuçları rapor ediniz.
 Sonuçları öğretmene bildiriniz.
 Araç ve gereçleri temizleyiniz.
44
ÖLÇMEVE
VEDEĞERLENDİRME
DEĞERLENDİRME
ÖLÇME
OBJEKTİF TEST (ÖLÇME SORULARI)
Aşağıdaki ilk 5 soruda doğru seçenekleri işaretleyiniz. Diğer sorularda boş olan
yerleri doldurunuz.
1.
Aşağıdaki maddelerden hangisinin hacmi, artan basınçla büyük oranda azalır?
A) Demir
B) Su
C) Hava
D) Toprak
2.
Aşağıdaki maddelerden hangisinin yayılma hızı en büyüktür? (H:1,O:16, C: 12, N:14,
S:32 P:31)
A) NH3
B) H2S
C)PH3
D) C2H5OH
3.
Özkütlesi verilen gazlardan hangisinin yayılma hızı en büyüktür?
A) 0, 2 g/cm3
C) 1,2 g/cm3
3
B) 0,1 g/cm
D) 3 g/cm3
4.
Helyumun(He) yayılma hızının 100 m/s olduğu koşullarda yayılma hızı 50 m/s olan
gazın mol kütlesi kaç g/mol dür? (He:4)
A) 2
B) 8
C) 16
D) 32
5.
Özkütlesi 0,1 g/cm3 olan bir gazın yayılma hızının 10 m/s olduğu koşullarda yayılma
hızı 5 m/s olan gazın özkütlesi kaç g/cm3tür?
A) 1
B) 0,8
C) 0,2
D) 0,4
6.
Gazların boşlukta veya diğer gazlar içersinde yayılmasına ................... denir.
7.
Gazlar her yöne doğru hareket eden ................................ oluşmuştur.
8.
Molekül kütlesi küçük olan gazlar diğerlerinden daha ................. yayılırlar.
9.
Sıcaklıkları eşit olan gazların
10.
Gazların yayılma hızı molekül kütlelerinin kare kökü ile ...........orantılıdır.
................... enerjileride eşittir.
DEĞERLENDİRME
Sorulara verdiğiniz cevaplar ile cevap anahtarınızı karşılaştırınız, cevaplarınız doğru
ise uygulamalı teste geçiniz. Yanlış cevap verdiyseniz öğrenme faaliyetinin ilgili bölümüne
dönerek konuyu tekrar ediniz.
45
UYGULAMALI TEST (YETERLİK ÖLÇME)
Öğretmeninizin size gösterdiği deney masasında. Amonyakla hidroklorik asittin
yayılma hızlarını karşılaştırınız.
Gerekli malzemeler:
Cam boru
Desdek
Mantar
Mürekkepli kalem
Pamuk
Cetvel
Pens
HCl (derişik)
Kıskaç
NH3(derişik)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Değerlendirme Ölçütleri
İş güvenliği kurallarına uydunuz mu?
Laboratuar önlüğünüzü giydiniz mi?
Temiz 1 metre cam boru seçtiniz mi?
Cam boruyu desteğe tutturdunuz mu?
Cam boruyu 10 eşit bölmeye ayırırdınız mı?
Hidroklorik aside batırılmış pamuğu cam borunun bir
tarafına, amonyağa batırılmış pamuğu diğer tarafa gelecek
şekilde aynı anda taktınız mı?
Mantarla cam borunun uçlarını kapatınız mı?
Gazların karşılaştığı yeri belirlediniz mi?
Her iki gazın aldığı yolu ölçtünüz mü?
Hesaplamaları yaptınız mı?
Malzemeleri temizlediniz mi?
Sonuçları rapor ederek öğretmenize teslim ettiniz mi?
Evet
Hayır
DEĞERLENDİRME
Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınız
veya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız.
Kendinizi yeterli görüyorsanız diğer öğrenme faaliyetine geçiniz. Yetersiz olduğunuzu
düşünüyorsanız öğretmeninize danışınız
46
MODÜL DEĞERLENDİRME
MODÜL DEĞERLENDİRME
Aşağıdaki ilk 7 soruda uygun seçeneği işaretleyiniz. Diğer 3 sorudaki cümlelerin
doğru mu yoksa yanlış mı olduklarını belirtiniz.
1.
-273 oC (mutlak sıfır noktası) kaç °K’ dir?
A) 0
B)100
C) 273
D)546
2.
"Sabit basınç altında gazların hacimleri mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır "Hanği
yasanın ifadesidir.
A)Charles
B) Boyle-Mariotte
C)Gay-Lussac
D)Graham
3.
"Sabit sıcaklıkta gazların hacimleri basınçları ile ters orantılıdır." yasası hangi adla
anılır?
A) Graham
B) Boyle-Mariotte
C)Gay-Lussac
D) Charles
4.
" Sabit hacimli bir kapta bulunan
orantılıdır." Yasası hangi adla anılır?
A) Graham
B) Charles
bir gazın basıncı,mutlak sıcaklıkla doğru
C) Boyle-Mariotte
D) Gay-Lussac
5.
"Gazların yayılma hızları molekül kütlelerinin kare kökü ile ters orantılıdır." Yasası
hangi adla anılır?
A) Gay-Lussac
B) Charles
C) Graham
D)Boyle-Mariotte
6.
P V ═ n R T Eşitliliği ile ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) P nin birimi Atmosfer dir.
C) T nin birimi °K
B)V nin birimi Litre dir.
D) n nim birimi kg dır.
7.
Oksijen gazının yayılma hızının 5 m/s olduğu koşullarda hidrojen gazının yayılma
hızı kaç m/s dir?
A)1
B) 4
C)20
D) 40
8.
Sıcaklıkları ayın olan gazların ortalama kinetik enerjileri eşittir.
A) Yanlış
B) Doğru
9.
Normal Şartlar Altında( 0oC de 1 atm) bütün gazların 1 mol leri 22,4 litre hacim kaplar.
A) Yanlış
B) Doğru
10.
Gazlar sıkıştırılabilen akışkanlardır.
A) Doğru
B) Yanlış
DEĞERLENDİRME
Sorulara verdiğiniz cevaplar ile cevap anahtarınızı karşılaştırınız, cevaplarınız doğru
ise uygulamalı teste geçiniz. Yanlış cevap verdiyseniz öğrenme faaliyetinin ilgili bölümüne
dönerek konuyu tekrar ediniz.
47
PERFORMANS TESTİ
Aşağıda verilen malzemeler ile 1 mol gazın hacmini bulunuz. Bulduğunuz değeri
avogadro kanunu ile karşılaştırınız. Raporunuzu yazınız. İşlemlerden sonra aşağıdaki kontrol
listesini doldurunuz.
Gerekli malzemeler:
3-4 cm Magnezyum şerit
Hassas terazi
Gaz toplama tüpü
0,5M HCl çözeltisi
Geniş ağızlı beher
Destek
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Mantar
Bakır spral
Kıskaç
Makas
Baromatre
Termometre
Değerlendirme Ölçütleri
Güvenlik önlemleri aldınız mı?
Çalışma önlüğünü giydinizmi?
Gaz toplama borusu aldınız mı?
Gaz toplama borusuna delikli mantar seçtiniz mi?
Mantarın deliğine Cu spral yerleştirdiniz mi?
3-4 cm uzunluğunda magnezyum şerit kestiniz mi?
Magnezyum şeridi tarttınız mı?
Mg Şeridi Cu spral yardımı ile mantara tutturdunuz mu?
Geniş ağızlı bir beher aldınız mı?
Behere 2/3 oranında su koydunuz mu?
Gaz toplama borusuna 0,5 M lık HCl ile doldurdunuz mu?
Gaz toplama borusunun azgını kâğıtla kapatıp, ters çevirerek
su içersine daldırdınız mı?
Gaz toplama borusunu desteğe tutturdunuz mu?
Mg şerit tutturduğunuz mantarı gaz toplama borusuna taktınız
mı?
Tepkime bittiğinde toplanan H2 gazının hacmini ölçtünüz mü?
Hava basıncını ve hava sıcaklığını ölçtünüz mü?
İdeal gaz denkleminden H2 gazının miktarını buldunuz mu?
Deneyde bulduğunuz H2 gazı miktarı ile ideal denkleminden
bulduğunuz miktarları karşılaştırdınız mı?
Sonuçları rapor ettiniz mi?
Evet
Hayır
DEĞERLENDİRME
Bu faaliyet sırasında bilgi konularında veya uygulamalı iş parçalarında anlamadığınız
veya beceri kazanamadığınız konuları tekrar ediniz. Konuları arkadaşlarınızla tartışınız.
Hayır, cevapları için öğretmeninize danışınız
48
CEVAP ANAHTARLARI
CEVAP ANAHTARLARI
ÖĞRENME FAALİYETİ–1’İN CEVAP ANAHTARI
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
A
B
C
D
Hacmi
Sıcaklık
Mutlak sıfır
Mutlak
Doğru
ÖĞRENME FAALİYETİ–2’NİN CEVAP ANAHTARI
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
C
Hacmi
Basıncı
Ters
Artar
Hacimdeki
az yere
Akışkan
Artar
ÖĞRENME FAALİYETİ–3’ÜN CEVAP ANAHTARI
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
D
D
A
C
Basıncı
Sıcaklık
22,4
İdeal
Basıncı
49
ÖĞRENME FAALİYETİ–4’ÜN CEVAP ANAHTARI
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
A
B
C
D
Difüzyon
Taneciklerden
Hızlı
Kinetik
Ters
MODÜL DEĞERLENDİRME CEVAP ANAHTARI
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
A
B
D
C
D
C
B
B
A
50
KAYNAKÇA
KAYNAKÇA

BEKAROĞLU Prof. Dr. Özer, TAN, Dr. Nüket,Genel Kimya, İ.T.Ü Fen
Edebiyat Fak, ,Kipaş dağıtımcılık ,İstanbul, 1985.

KARACA Faruk, Lise -2 Kimya Ders Kitabı ve Öğretmen kılavuzu, Paşa
Yayınları.

KARACA Faruk, Kimya- 1 Ders Kitabı, Mega yayınları, Ankara, 1993.

KIZILDAĞ Güler, DURSUN M.Faruk, Lise-2 Kimya ,Milli Eğitim Yayınları.

YEMENİCİ Selami, Kimya Lise -1, Başarı Yayınları,Ankara, 1987.

YILDIZ Prof. Dr.Salih, YILMAZ Doç. Dr. Hamza, KILIÇ Prof. Dr. Esma,
Fizikokimya (ATKINS), Bilim Yayıncılık.

SARIKAYA Doç. Dr. Yüksel, Fizikokimya ve Uygulamaları, A.Ü.Fen
Fakültesi. Devlet Kitapları Türk Tarih Kurumu Basımevi, Ankara, 1979.

UYANIK, Dr. Ömer Lütfi, Öss ye Hazırlık Kimya Uğur Yayınları, İstanbul,
2006.

bengu-pc2.njit.edu

www.bluedevilehem.com

www.CS.technion.ac.i/wps.prenhall.com

it.wikipedia.org

katalog.au-medien.net

moani.fccj.org/-ethill/gaslaw/gaslaw.htm

www.phschool.com

wps.prenhall.com
51