Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

GAZLAR Yrd. Doç. Dr. Betül DEMİRDÖĞEN. MADDE ve HALLERİ  Kütlesi, hacmi olan ve taneciklerden (atom, iyon veya molekül) oluşan her şeye madde denir.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "GAZLAR Yrd. Doç. Dr. Betül DEMİRDÖĞEN. MADDE ve HALLERİ  Kütlesi, hacmi olan ve taneciklerden (atom, iyon veya molekül) oluşan her şeye madde denir."— Sunum transkripti:

1 GAZLAR Yrd. Doç. Dr. Betül DEMİRDÖĞEN

2 MADDE ve HALLERİ  Kütlesi, hacmi olan ve taneciklerden (atom, iyon veya molekül) oluşan her şeye madde denir.  Tanecikler arasında boşluk var.  Tanecikler arasındaki boşluk tüm maddelerde aynı mı?

3 MADDE ve HALLERİ  ÖNEML İ : suyun katı hâlinin (buz) tanecikleri arasındaki mesafe, sıvı hâlin tanecikleri arasındaki mesafeden daha fazladır.

4 MADDE ve HALLERİ  Hayatımız için maddelerin farklı fiziksel hallerde olması oldukça önemlidir.  E ğ er su hayatımızı devam ettirdi ğ imiz koşullarda sıvı hâlde olmasaydı yaşamımız oldukça zor olurdu.  denizler, göller sıvı hâlde olmazdı ve bu nedenle sulardaki canlı yaşamından bahsedemezdik.  Bitkiler, ihtiyaçları olan suyu kökleri ile topraktan alamazlardı.  Suyu içmek, temizlenmek vb. ihtiyaçlarımız için kullanmakta zorlanırdık.  Irmaklar, denizler ve okyanuslar sıvı hâlde olmasaydı, tarih boyunca medeniyetler kıtalar arası ulaşım yapamadıkları için birbirleriyle sosyal, kültürel ve ekonomik etkileşim de kuramayacaklardı.

5 MADDE ve HALLERİ  Sıvılaştırılmış gazlar hayatımızda önemli yer tutar  LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı),  Bir litre sıvı LPG, gaz hâline getirildi ğ inde, normal şartlarda yaklaşık 250 litrelik gaz hacmine ulaşır  LNG (sıvılaştırılmış do ğ al gaz),  gaz hâlinin hacmi sıvı hâlinin hacminden yaklaşık 600 kat büyük  deodorantlarda kullanılan itici gazlar  Sıkıştırılarak kolaylıkla sıvılaştırılabilir ve üstündeki basınç kaldırılınca tekrar gaz hâline geçerek büyük bir hızla ileriye do ğ ru püskürtülür.  So ğ utucularda kullanılan gazlar  Gazın yo ğ unlaşması sırasında ısı vermesi ve sıvının gaz haline geçmesi sırasında ısı alması döngüsü kullanılır.

6 GAZLAR

7 GAZLARIN ÖZELLİKLERİ  Gazlar  Bulundukları kabın hacmini ve şeklini alacak şekilde genleşirler.  Başka bir gaz içerisinde yayılırlar ve her oranda karışırlar (homojen karışım).  Gazların fiziksel davranışlarını dört özellik belirler:  Basınç  Hacim  Sıcaklık  Gaz miktarı (mol sayısı)

8 BASINÇ (P)  Balon hava ile dolduruldu ğ u zaman şişer. Balonu şişirilmiş halde tutan şey nedir?  Gazı oluşturan tanecikler hem birbirleri hem de içinde bulundukları kabın çeperlerine çarparlar.  Bu çarpışma nedeniyle kabın iç duvarlarına bir kuvvet uygulanır.  Bu kuvvet balonu genişletir ve şişkin tutar.

9 BASINÇ (P)  Rastgele hareket eden bu taneciklerin birim alana uyguladıkları kuvvete gaz basıncı denir

10 BASINÇ (P)  Atmosferi oluşturan gazların uyguladı ğ ı basınçta aynı şekilde meydana gelir.  Biz, gözle görülmeyen sürekli bir şekilde bize çarpan ve vücudumuzda kuvvet oluşturan bir molekül fırtınası içerisindeyiz. Fizyolojik olarak uyum sa ğ landı ğ ından, genellikle bu basıncın farkında olmayız.  Atmosfer basıncı, deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça azalır.  Atmosfer basıncının varlı ğ ını kanıtlamak oldukça kolaydır.  Pipetle meyve suyu içmek  Pipetin içindeki havayı emmek, pipetin içindeki basıncı düşürür ve pipetin dışındaki sıvının üzerinde göreceli olarak artan atmosfer basıncı, sıvıyı pipet boyunca iterek emilen havanın yerini almasını sa ğ lar

11 BASINÇ (P)  Gaz basıncı nasıl ölçülür?  Gaz moleküllerinin oluşturdu ğ u toplam kuvvetin ölçülmesi kolay de ğ ildir.  Bu nedenle P=F/A denkleminin gazlara uygulanması güçtür.  Bir gazın basıncı, sıvı basıncıyla kıyaslayarak dolaylı yoldan ölçülür.  Sıvı basıncı sadece sıvı sütununun yüksekli ğ ine ve yo ğ unlu ğ una ba ğ lıdır.

12 ATMOSFER BASINCI  Emme basma tulumba kullanarak yerin altından çıkan suyun yükselmesinin nedenini do ğ anın vakumdan(boşluktan) hoşlanmaması ile açıklayabiliyorlardı.  Ancak emme basma tulumbaları ile suyu yaklaşık 10,5 metre kadar çıkarabiliyorlardı.  Suyun daha fazla yükselememesinin sebebi olarak yapılan pompaların iyi olmadı ğ ı düşüncesini öne sürüyorlardı ve sürekli daha fazla paralara mal olan yeni pompalar üretilmesine ra ğ men sonuç de ğ işmiyordu.  Zamanın bilim adamlarından Torriçelli yukarı çıkan suyun nedeninin do ğ a vakumu sevmez gibi bir açıklamadan daha iyi bir açıklaması oldu ğ unu düşünüyordu.  Torricelli ye göre suyun yukarı çıkmasının nedeni suyun vakumu doldurmak için uyguladı ğ ı kuvvet de ğ ildi Torricelli suyun emildi ğ ini de ğ il, suyun itildi ğ ini düşünüyordu. Peki suyu iten şey neydi?

13 ATMOSFER BASINCI  Torricelli’nin teorisine göre  “Biz bir hava denizinin dibinde yaşıyoruz”  suyun yükselmesinin nedeni suyun üzerindeki havanın suya uyguladı ğ ı basınçtı ve bu basıncın büyüklü ğ ü suyun üzerindeki havanın a ğ ırlı ğ ına ba ğ lıydı.  Bunu tahterevallide ki duruma benzetebiliriz.  Suyun belli bir yüksekli ğ e çıkabilmesi ancak suya uygulanan basıncın büyüklü ğ üne yani suyun üzerindeki havanın a ğ ırlı ğ ına ba ğ lıydı.

14 ATMOSFER BASINCI  Atmosfer basıncı barometre ile ölçülür.  Barometre ilk defa1643’teToricelli tarafından geliştirilmiştir.

15 ATMOSFER BASINCI  Toricelli ne yapmıştır;  Ucu kapalı uzun, ince bir tüpün içine cıva doldurularak bu tüpü içi cıva dolu başka bir kaba ters çevirerek koymuştur.  Her defasında cıva ile dolu tüpün içindeki cıvanın belirli seviyeye kadar düştü ğ ünü ve orada kaldı ğ ını gözlemlemiştir.  Çünkü tüpteki cıvanın aşa ğ ıya do ğ ru uyguladı ğ ı basınç, cıvayı tüpün içerisinde yükselmeye zorlayan atmosfer basıncına eşit olana kadar kaba boşalmaktadır.

16 ATMOSFER BASINCI  Tüpteki civanın yüksekli ğ i atmosfer basıncına ba ğ lıdır. Atmosfer basıncı  hava koşullarına ve deniz seviyesinden bulunulan yüksekli ğ e ba ğ lı olarak günden güne de ğ işir.  Deniz seviyesinde normal atmosfer basıncı tam olarak 760 mmHg (76 cmHg) olarak tanımlanır.  760 mmHg (76 cmHg)= 1 atmosferdir (1 atm).

17 GAZ BASINCI  Açık hava basıncı barometre ile ölçülüyor. Peki, belirli bir miktardaki herhangi bir gazın hacmi nasıl ölçülür?  Manometre

18 HACİM (V)  Gazlar bulundukları kabın hacmini tamamen doldururlar  Bu nedenle bir gazın hacmi denildi ğ inde, bulundu ğ u kabın hacmi anlaşılır.  Herhangi bir hacim birimi kullanılabilir.  İ deal gaz kanunu ile ilgili eşitli ğ i kullanırken hacim birimi litre (L) olmalıdır.  Di ğ er hacim birimleri ve dönüşümleri

19 MADDE MİKTARI (MOL)  Gazların madde miktarı, genellikle mol sayısı ile belirtilir.

20 SICAKLIK (T)

21 KELVIN SICAKLIK ÖLÇEĞİ (K)

22 GAZ YASALARI  Gazlar, katı ve sıvılardan farklı olarak, kimyasal yapıları ne olursa olsun benzer fiziksel davranışlar gösterirler.  CO ve CO 2 ’in kimyasal özellikleri birbirinden çok farklı iken, fiziksel özellikleri birbirine benzerlik gösterir.  Bu durumdan yola çıkarak gazların basınç (P), sıcaklık (T), hacim (V) ve miktar (n) gibi özellikleri arasındaki ilişkileri ortaya koyan gaz yasaları türetilmiştir.  Dört de ğ işken arasındaki özel ilişkiler gaz yasaları olarak bilinir ve davranışı bu kanuna uyan gazlar ideal gaz olarak tanımlanır.

23 Basınç-Hacim İlişkisi (P-V): Boyle Yasası  Bir balonu sıkıştırdı ğ ımız zaman hacminin küçülür ve aşırı zorlamalarda da patlar hepimiz biliriz.  Bir gazın hacmi ile basıncı arasındaki ilişkiyi ilk inceleyen kişi 1660 yılında İ ngiliz bilim insanı Robert Boyle olmuştur

24 Basınç-Hacim İlişkisi (P-V): Boyle Yasası  İ çinde gaz örne ğ i bulunan hareketli pistonu hacmi azaltmak üzere aşa ğ ı do ğ ru itti ğ inizde ne olur?  Pistonu iterken bir dirençle karşılaşırsınız. Çünkü silindir içindeki gazın basıncı artacaktır.

25 Basınç-Hacim İlişkisi (P-V): Boyle Yasası  Boyle, gazların bu davranışını Boyle yasası ile ifade etmiştir.  Boyle yasasına göre, sabit sıcaklıkta belli bir miktar gazın hacmi, basıncıyla ters orantılıdır

26 Basınç-Hacim İlişkisi (P-V): Boyle Yasası  Farklı basınç ve sıcaklık de ğ erleri için  Bu eşitlikte, sabit sıcaklık ve basınçtaki  P 1 : İ lk basınç, P 2 : İ kinci basınç, V 1 : İ lk hacim ve V 2 : İ kinci hacimdir.  Sayfa 199 (kavram de ğ erlendirme)

27 Sıcaklık-Hacim ilişkisi (T-V): Charles Yasası  Sabit basınçta belli miktar bir gazın, sıcaklı ğ ındaki de ğ işim hacme nasıl etki eder?  1787 yılında İ ngiliz bilim insanı Charles;  oksijen, azot, hava, karbondioksit gibi gazların aynı sıcaklıklara ısıtıldıklarında eşit miktarda genleştiklerini gözlemledi.  Sabit basınçtaki belli bir miktar gazın ısıtıldıkça hacminin arttı ğ ını ve so ğ udukça hacminin azaldı ğ ını göstermiştir.  “Sabit basınçtaki belli bir miktar gazın hacmi do ğ rudan onun mutlak sıcaklı ğ ıyla orantılı olarak de ğ işir.”  Kelvin olarak gaz sıcaklı ğ ı artırılırsa hacim artar; gaz sıcaklı ğ ı azaltılırsa hacim azalır

28 Sıcaklık-Hacim ilişkisi (T-V): Charles Yasası  Farklı basınç ve madde miktarı için eşitlik, (sayfa 201, 6-3)  (V 1 ve V 2 sırasıyla I. ve II. durumdaki hacim, T 1 ve T 2 ise sırasıyla I. ve II. durumdaki Kelvin sıcaklık de ğ erleridir)

29 Sıcaklık-Basınç İlişkisi (T-P): Gay-Lussac Yasası  Gazların sıcaklık ve basınç arasındaki ilişki ilk defa Fransız bilim insanı Joseph Gay Lussac tarafından incelenmiştir.  Sabit hacimdeki, belli bir miktar gazın basıncı, mutlak sıcaklıkla do ğ ru orantılıdır  Farklı hacim ve madde miktarı için yukarıdaki eşitlik,7  Burada P 1 ve P 2 sırasıyla I. ve II. durumdaki basınç; T 1 ve T 2 ise I. ve II durumdaki Kelvin sıcaklık de ğ erleridir

30 Sıcaklık-Basınç İlişkisi (T-P): Gay-Lussac Yasası

31 Hacim-Miktar İlişkisi (n-V): Avogadro Yasası  Avogadro, sabit sıcaklık ve basınçta gazların eşit hacimlerinin eşit sayıda molekül içerir hipotezini ileri sürmüştür.  Bu hipotezi Avogadro yasası takip etmiştir.  Avogadro yasası; sabit basınç ve sıcaklıkta gaz hacminin madde miktarı ile do ğ ru orantılı oldu ğ unu söyler.  Gaz miktarı yarıya düşerse gaz hacmi de yarıya düşer; gaz miktarı iki katına çıkarsa hacim de iki katına çıkar.

32 Hacim-Miktar İlişkisi (n-V): Avogadro Yasası  Farklı basınç ve sıcaklık için eşitlik,  Burada V 1 ve V 2 sırasıyla I. ve II. durumdaki hacim; n 1 ve n 2 ise I. ve II durumdaki mol sayısı de ğ erleridir.  NŞA yerine standart sıcaklık ve basınçta ifadesi de kullanılır.

33 Gaz Yasalarının Birleştirilmesi: İdeal Gaz Denklemi  Basit gaz yasalarının üçü hacim de ğ işikliklerine, di ğ er iki etkenin sabit kaldı ğ ı durumda, bir de ğ işkenin etkisini anlatır.  Boyle yasası, basıncın etkisini tanımlar, V ∝ 1/P (sabit T ve n)  Charles yasası, sıcaklık etkisini tanımlar, V ∝ T (sabit P ve n)  Avogadro yasası, gaz miktarının etkisini tanımlar, V ∝ n (sabit P ve T)  Bu üç yasayı; hacim, basınç, sıcaklık ve gaz miktarı gibi dört de ğ işkeni içeren tek bir denklemde (ideal gaz denklemi) birleştirebiliriz.

34 Gaz Yasalarının Birleştirilmesi: İdeal Gaz Denklemi  İ deal gaz denklemine uyan gaza ideal gaz denir.  Burada V, ideal gazın hacmi (L); P, ideal gazın basıncı (atm); n, ideal gazın mol sayısı ve R ideal gaz sabitidir.  Gaz sabiti R’nin de ğ eri bir gazın standart molar hacminden hesaplanabilir.  1 mol gaz 0 oC (273,15 K) ve 1 atm basınçta 22,4 L hacim kapladı ğ ından, R gaz sabitinin de ğ eri SI birim sisteminde 0,082 (L.atm)/(K.mol)

35 Gaz Yasalarının Birleştirilmesi: İdeal Gaz Denklemi  İ deal gaz, teorik oldu ğ u varsayılan ve gaz yasalarına tam olarak uyan gazdır. İ deal olarak kabul edilen bir gazın,  Bir tek gaz molekülünün hacmi toplam hacim yanında ihmal edilebilecek kadar küçüktür.  Moleküller arası çekim kuvveti yok denecek kadar azdır.  Gerçek gazlar,  Yüksek sıcaklık ve düşük basınçta idealli ğ e yaklaşır.  Düşük sıcaklık ve yüksek basınçta ideallikten uzaklaşır

36 Kinetik Teori Gaz Yasalarını Nasıl Açıklar?  Peki ideal gazlar neden bu yasalara (örn., Boyle yasası) uygun davranırlar?  Bu soruya cevap bulabilmek için bir teori geliştirilmesi gerekir.  Bu teori ile “gazların gaz yasalarına uyan davranışlarına neden olan her bir gaz taneci ğ inin özellikleri nelerdir?» sorusuna cevap buluur.  Gazların gaz yasalarına neden uydu ğ unu açıklayan en önemli teorinin adı Kinetik Gaz Teorisi ya da Gazların Kinetik-Molekül Kuramıdır.

37 Kinetik Teori Gaz Yasalarını Nasıl Açıklar?  Kinetik Teori önce Bernouli (Bernoli) tarafından önerilmiş olup daha sonra Clausius, Maxwell, Boltzman ve Van Der Waals tarafından geliştirilmiştir.  Kinetik teori varsayımları  Gazlar molekül (bazı durumlarda atom) denilen ve her biri aynı kütleye sahip olan temel taneciklerden oluşur. Bunların şekli ve kütlesi gazdan gaza de ğ işir. Bu tanecikler gelişigüzel bir şekilde hareket ederek birbirleri ile çarpışırlar.  Moleküllerin kinetik enerjileri Kelvin sıcaklı ğ ı ile do ğ ru orantılıdır.  Gazın toplam hacminin yanında gazı oluşturan taneciklerin kendi hacimleri ihmal edilebilir; gazın hacminin büyük ço ğ unlu ğ u boşluktan ibarettir.  Moleküller arasındaki mesafe büyük oldu ğ undan moleküller arasındaki çekme ve itme kuvvetler ihmal edilebilir.  Moleküllerin kendi aralarında ve kabın duvarları ile yaptıkları çarpışmalar esnektir. Yani sürtünmeden dolayı bir enerji kaybı söz konusu de ğ ildir.

38 KAYNAKLAR  Petrucci, R.H., Herring, F.G, Madura, J. D., & Bisonnette, C. (2012). Genel Kimya I: İ lkeler ve Modern Uygulamalar, 10. Baskıdan Çeviri (Çeviri Editörleri: Tahsin Uyar, Serpil Aksoy, Recai İ nam), Ankara: Palme yayıncılık  Chang, R. (2011). Genel Kimya: Temel Kavramlar, Dördüncü Baskıdan Çeviri (Çeviri Editörleri: Tahsin Uyar, Serpil Aksoy, Recai İ nam), Ankara: Palme yayıncılık  Altun, Y. ve Tümay, H., Ortaö ğ retim Kimya 9 Ders Kitabı, Sözcü Yayıncılık, 2013


"GAZLAR Yrd. Doç. Dr. Betül DEMİRDÖĞEN. MADDE ve HALLERİ  Kütlesi, hacmi olan ve taneciklerden (atom, iyon veya molekül) oluşan her şeye madde denir." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları