GAZLARDA MOL KÜTLESİ HESAPLAMA
11. sınıflar ve lys kimya konusu. Gazlarda hacim miktar ilişkisi (Avogadro Yasası) ve gazların mol kütlesinin hesaplanması. Konu anlatımı.
Gazlarda Hacim – Miktar İlişkisi (Avogadro Yasası)
Sıcaklık ve basınç sabit iken mol sayısı ile hacim doğru orantılıdır.
Avogadro 1811 yılında bir hipotez yayınlamıştır. Bu hipotez;
"Eşit koşullar altında tüm gazların eşit hacimlerinde eşit miktarda tanecik bulunur" şeklindedir.
Bu hipotezde eşit koşullar sıcaklık ve basınç faktörleridir.
P.V = n.R.T denkleminde basınç ve sıcaklığı sabit tutarsak, R ifadesi de bir sabit olduğundan mol sayısı ve hacim birbirine bağlı büyüklükler olacaktır. Yani mol sayısını 2 katına çıkarırsak, eşitliğin bozulmaması için hacmi de 2 katına çıkarmamız gerekir.
Burada hacmin değişmesi mol sayısını değiştirmemektedir, ama mol sayısı hacmi değiştirir. Gazın konulduğu kabın hacminin gaz miktarı ile basıncı etkilemeyecek şekilde değiştiği kabul edilir.
Bu durum miktar ile basınç arasında da görülebilir.
P.V = n.R.T eşitliğinde hacmi ve sıcaklığı sabit tutarsak, basınç ve mol sayısı birbirine bağlı hale gelir. Bu durumda mol sayısını 2 katına çıkarırsak, basınçta 2 katına çıkacaktır. Mol sayısı yarıya indirilirse, basınç ta yarıya inecektir. Burada ana etmenin mol sayısı olduğunu görmek gerekir. Çünkü hacim ve sıcaklık sabit iken mol sayısı değişmeden basıncın değişmesi mümkün değildir. Ama mol sayısı 2 katına çıkınca basınç ta 2 katına çıkar. Aynı durum miktar ve hacim arasında da geçerlidir. Hacmi 2 katına çıkaracak olan şey gazın miktarının artmasıdır.
Gazlarda hacim – miktar ilişkisinin matematiksel denklemi aşağıdaki gibi verilir.
n1: 1. Gazın mol sayısı
n2: 2. Gazın mol sayısı
V1: 1. Gazın hacmi
V2: 2. Gazın hacmi
Gazlarda Mol Kütlesi Hesaplama
İdeal gaz denkleminden yararlanılarak;
| m | | = | P | denklemi türetilmiştir. | | R.T |
|
| MA . V |
m: gazın kütlesi
MA: Gazın mol ağırlığı
V: Hacim
P: Basınç
R: Gaz sabiti
T: Sıcaklık
Bu denklemden yararlanılarak;
| d | | = | P | eşitliği elde edilebilir. | | R.T |
|
| MA |
Bu eşitlikte MA ifadesini çekersek;
d: Özkütle
Özkütleyi veren ifade m/V ifadesidir. m/MA ifadesi ise mol sayısı (n) na eşittir. Böylece n ifadesinden m/MA ifadesine geçiş yapılır. m/V ifadesinden ise d ifadesine geçiş yapılır.
Örnek:
26,4 gram X gazı 273 K sıcaklığında 11,2 L’lik bir kapta 1,2 atm basınca sahiptir.
Buna göre bu gazın mol ağırlığı kaç gramdır?
Çözüm:
26,4 = 0,6MA
MA = 44 g olarak bulunur.
Örnek:
27 °C sıcaklığındaki 51,2 gram X gazı 12,3 Litrelik bir kapta 1,6 atm basınç yapmaktadır.
Buna göre bu gazın mol kütlesi kaç gramdır?
Çözüm:
T = C + 273
T = 27 + 273 = 300 K
MA = 64 g
Örnek:
56 gram N2 gazının 10 L hacim kapladığı koşullarda 24 gram CH4 gazı kaç L hacim kaplar?
( N = 14 g/mol, C = 12 g/mol, H = 1 g/mol)
Çözüm:
N2 ve CH4 gazlarının mol sayılarını bulup oranlayacağız.
1 mol N2 gazı 28 gram
a mol N2 gazı 56
a = 2 mol
1 mol CH4 16 g
b mol CH4 24
b = 1,5 mol
Avogadro Hipotezi
2V = 15
V = 7,5 Litre
SANATSAL BİLGİ
11/02/2017