GERÇEK ve İDEAL GAZLAR

11. Sınıflar ve lys kimya konusu. Gerçek ve ideal gaz kavramları. İdeal gaz denklemi ve çözülmesi. Konu anlatımı ve çözümlü örnekler.

Gerçek Gazlar

Doğada kendi halinde var olan gazlar gerçek gazlardır. Bu gazlar farklı sıcaklık ve basınçlarda sıvılaşırlar. Molekülleri arasında etkileşim bulunur. Bu gazların tanecikleri bir hacme sahiptir. O₂, N₂, CO₂ gibi gazlar gerçek gazlardır.

Gerçek gazlar, düşük basınç ve yüksek sıcaklıkta ideal gaz özelliklerine yaklaşırlar.

Gerçek gazlar yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta ideallikten uzaklaşırlar.

İdeal Gazlar

Mutlak sıfır ( -273 °C = 0 K) noktasına kadar gaz formunu koruyan, taneciklerinin hacmi önemsenmeyen, tanecikleri arasında itme veya çekme kuvveti bulunmayan gazlara ideal gaz denir.

Buna göre ideal gazlar maddenin tek halinde(gaz hali) bulunabilir. Mutlak sıfır noktasında tüm maddeler katı halde bulunacağından gazlar da bu noktada katılaşır. Diğer sıcaklık değerlerinde sıvı veya katı fazına geçmezler.

Gerçek hayatta gaz tanecikleri (atom veya molekül) birbirlerine çarpar, birbirlerini iter veya çekerler. İdeal gazlarda bu türden bir etkileşimin olmadığı kabul edilmiştir.

Gerçek gazların taneciklerinin mutlaka bir hacmi bulunur, ideal gazların taneciklerinin hacmi dikkate alınmamıştır.

Kimyasal ve fiziksel deneyler gerçek gazlarla yapılmaktadır. Gaz yasaları gerçek gazlarla yapılan bu deneylere göre çıkarılmıştır. İdeal gaz yasaları ile çıkan sonuçlar gerçek gazlarla yapılan deneylere göre yaklaşık sonuçlar vermekle beraber önemli bir fark yoktur.

İdeal Gaz Denklemi

İdeal gaz denklemi; Charles, Avogadro, Boyle – Marriot yasalarının birleştirilmesiyle oluşmuştur.

Charles Yasasına göre;

Avogadro yasasına göre;

Boyle – Marriot Yasasına göre;

P.V = k

Eşitlikleri vardır. Bu eşitlikler ideal gaz denkleminde bir araya getirilerek;

P.V = n.R.T eşitliği elde edilmiştir.

P: Basınç

V: Hacim

n: Mol sayısı

R: Gaz sabiti

T: Sıcaklık

Gaz sabiti (R) normal koşullarda bir gazın hacim ile sıcaklığı arasındaki oranı vermektedir.

Bu değer yaklaşık olarak 0,082 değerine eşittir.

Normal koşullarda tam olarak 1 lt gazın hacmi 22,414 litredir. Mutlak sıfır noktası ise 273,15 k dir. Bu durumda R sabiti;

İki sonuç arasında pek bir fark yoktur. Hesaplamalarda 0,082 değeri veya;

Örnek:

273 K sıcaklığında 22,4 L lik kapta bulunan 1 mol ideal gazın basıncı kaç atmosferdir?

Çözüm:

İdeal gaz denklemi;

P.V = n.R.T dir. Değerleri yerine koyalım.

P = 1 atm olarak bulunur. Bu sonuç normal koşullara uymaktadır.

Örnek:

0 °C de 5,6 L lik bir kapta bulunan 4,4 gram ağırlığındaki CO₂ gazının basıncı kaç atmosferdir?

(C = 12 g/mol, O = 16 g/mol)

Çözüm:

Bu soruda önce Celcius sıcaklığını Kelvin ölçeğine çevireceğiz, ardından 4,4 gram ağırlığın kaç mol olduğunu bulacağız.

T = C + 273

T = 0 + 273 = 273 K

1 mol CO₂ gazı;

12 + 32 = 44 gramdır. Orantı kurarsak;

1 mol CO₂                    44 g

x                                 4,4 g

x = 0,1 mol bulunur. Şimdi değerleri ideal gaz denkleminde yerine koyalım.

P.V = n.R.T

P.5,6 = 2,24

P = 0,4 atm

Örnek:

127 °C de 2 atm basınç yapan ideal 56 g N₂ gazının hacmi kaç L’dir?

( N = 14 g/mol)

Çözüm:

Önce Celcius değerini K değerine çevirelim. Ardından N₂ gazının mol sayısını bulalım.

T = C + 273

T = 127 + 273

T = 400 K

1 mol N₂ gazı 2.14 = 28 gramdır. 56 gram N₂ gazı;

1 mol N₂                 28 g

x mol N₂                 56

x = 2 mol olarak bulunur.

Sıcaklık değeri 273’ün katı olmadığından 0,082 değerini kullanmalıyız.

P.V = n.R.T

2.V = 2 . 0,082.400

V = 32,8 L bulunur.

Hesap makinesi kullanarak 0,082 değeri yerine;

22,4/273 yazarak işlemi tekrarlarsanız aynı sonuç çıkacaktır.

Daha fazla çözümlü örnek aşağıdaki linkte verilmiştir.

İdeal Gazlar Çözümlü Sorular

SANATSAL BİLGİ

09/05/2017