1 / 44

G AZLAR

Genel Kimya. G AZLAR. Gazlar ın Özellikleri. Sıvı katılardan farklı olarak, Bulundukları kabın hacmını kaplarlar . Sıkıştırılabilirler . Yoğunlukları çok çok azdır. Sıvılaşabilirler. Gazların sıvılaşabildiği sıcaklığa kritik sıcaklık, sıvılaşabildiği basınca kritik basınç denir.

elsu
Download Presentation

G AZLAR

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Genel Kimya GAZLAR

  2. Gazların Özellikleri • Sıvı katılardan farklı olarak, • Bulundukları kabın hacmını kaplarlar. • Sıkıştırılabilirler. • Yoğunlukları çok çok azdır. • Sıvılaşabilirler. Gazların sıvılaşabildiği sıcaklığa kritik sıcaklık, sıvılaşabildiği basınca kritik basınç denir. • Belirli şekil ve hacmi yoktur. • Birbirleriyle her oranda karışabilirler

  3. F A P = Basınç Basınç, birim alana düşen kuvvettir. • Atmosferik basınç birim alandaki havanın ağırlığıdır.

  4. Kuvvet (N) P (Pa) = Yüzey (m2) Gazların Özellikleri: Gazların Basıncı Basınç, birim alana düşen kuvvettir. • Gaz Basıncı • Sıvı Basıncı Paskal, Pa; kilopaskal, kPa P = g ·h ·d

  5. BarometrikBasınç Evangelista Torricelli, 1643 Standart Atmosferik (Barometrik) Basınç 1.00 atm =760 mmHg, 760 torr 101.325 kPa 1.01325 bar 1013.25 mbar Atmosferik (Barometrik) Basınç) δHg = 13.5951 g/cm3 (0°C) g = 9.80665 m/s2

  6. Manometre Atomsferik basınç ile kapda bulunan gazın basınç farklılıklarına göre ölçüm yapar. Kapalı kaplardaki gaz basıncını ölçen aletlere manometre denir. Açık uçlu ve kapalı uçlu diye ikiye ayrılır. Açık uç

  7. Manometreler Açık uçlu manometre ile gaz basıncının ölçülmesi Gaz Basıncı Barometrik Basınca Eşittir Gaz Basıncı Barometrik Basınçtan Küçüktür Gaz Basıncı Barometrik Basınçtan Büyüktür

  8. Gazların yapısına etki eden Basınç(P), Hacim(V), Sıcaklık(T) ve Mol sayısı(n) arasındaki ilişikleri inceleyen bilim adamları kendi adları ile anılan bazı gaz kanunları ortaya koymuşlardır. Bunlardan bazılarını inceleyelim.

  9. 1 P α V Basit Gaz Kanunları Sabit sıcaklıkta, sabit miktardaki gazın hacmi basıncı ile ters orantılıdır. • Boyle 1662 PV = Sabit Basınç Hacim

  10. Boyle Yasası • PV = k • V = k (1/P) • Basınç ve Hacim ters orantılıdır

  11. P1V1 = 694 L V2= P2 Örnek Gazlarda Basınç-Hacim İlişkisi – Boyle Kanunu. Başlangıç Koşulları 21.5 atm Son Durum 1.5 atm P1V1= P2V2 Vtank= 644 L

  12. Hacim (mL) Hacim (mL) Sıcaklık (K) Sıcaklık (oC) Charles Kanunu Sabit basınçtaki, belirli miktar bir gazın hacmi sıcaklıkla doğru orantılıdır. Charles 1787Gay-Lussac 1802 V α T V = b T

  13. Standart(Normal) Basınç ve Sıcaklık • Gazların özellikleri şartlara bağlıdır. • Normal Koşullar tanımı: P = 1 atm = 760 mm Hg T = 0°C = 273.15 K

  14. V = kn • Matematiksel olarak İki hacim hidrojen Bir hacim oksijen İki hacim su Avogadro Yasası • Sabit sıcaklık ve basınçdaki gazın hacmi gaz molekülü sayısı ile doğru orantılıdır.

  15. Suyun oluşumu

  16. Avagadro Kuramı • Aynı sıcaklık ve basınçta FARKLI gazların eşit hacimleriEŞİT sayıda molekül içerir. • Aynı sıcaklık ve basınçta FARKLI gazların EŞİT sayıda molekülleriEŞİT hacim kaplar

  17. Normal Koşullarda (250C, 1atm) 1 mol gaz = 22.4 L gaz Avogadro Kanunu Sabit basınç ve sıcaklıkta: V α n veya V = c n

  18. nT V α P Gaz Kanunlarının Birleşmesi: İdeal Gaz Eşitliği ve Genel Gaz Eşitliği • Boyle KanunuV α 1/P • Charles Kanunu V α T • AvogadroKanunu V α n PV = nRT

  19. PV R= nT = 0.082057 L atm mol-1 K-1 = 8.3145 m3 Pa mol-1 K-1 = 8.3145 J mol-1 K-1 GazSabiti PV = nRT = 8.3145 m3 Pa mol-1 K-1

  20. R= = P1V1 P2V2 n1T1 n2T2 = PiVi PsVs nsTs niTi Genel Gaz Eşitliği Bu denklem genellikle bir veya iki gaz özelliği sabit olduğu koşullarda uygulanılır ve denklem bu sabitler yok edilerek basitleştirilir.

  21. İdeal Gaz Eşitliğinin Uygulaması Mol veya Kütle olarak gaz miktarı veriliyormu veya soruluyor mu? Eğer Gaz külesi sabitse İdeal Gaz Denklemini Kullanınız PV=nRT Eğer Gazın kütlesi değişiyorsa Genel Gaz denklemini kullanınız PiVi = PsVs niTi nsTs Evet Hayır Genel Gaz Denklemini birleşik gaz denklemine indirgeyerek kullanınız. PiVi = PsVs Ti Ts Ti=Ts Boyle Kanunu PiVi = PsVs Vi=Vs Pi = Ps Ti Ts Pi = Ps Vi = Vs Ti Ts

  22. m n = ve m( verilen miktar) M(Mol Kütlesi) M m RT PV = M m RT M = PV Mol Kütlesi Heaplanması PV = nRT

  23. Strateji: Vkab bulun, mgaz bulun,Gaz denklemini kullanın Mol Kütlesinin Ideal Gaz Eşitliği ile Bulunması Propilen endüstri için önemli bir kimyasaldır. Organik sentezlerde ve plastik üretiminde kullanılır. Cam bir kabın ağırlığıboş, temiz ve havasız iken 40.1305 g, su ile doldurulduğu zaman 138,2410 g (25°C deki δ=0,9970 g/cm3) ve Propilen gazı ile doldurulduğu zaman 740,3 mm Hg basınç ve 24,0°Cde 40,2959 g gelmektedir. Propilenin mol kütlesi nedir.

  24. mgaz: mgaz = mdolu- mboş= (40.2959 g – 40.1305 g) = 0.1654 g Örnek Vkab: Vkab = mH2O / dH2O = (138.2410 g – 40.1305 g) / (0.9970 g cm-3) = 98.41 cm3 = 0.09841 L

  25. m RT PV = M (0.6145 g)(0.08206 L atm mol-1 K-1)(297.2 K) M = (0.9741 atm)(0.09841 L) m RT M = PV Example 5-6 Örnek Gaz Denklemi: PV = nRT M = 42.08 g/mol

  26. m m , n = ve d = M V m RT PV= M MP m = d = V RT GazlarınYoğunlukları PV = nRT 1- Gaz yoğunlukları önemli ölçüde basınç ve sıcaklığa bağlıdır; basınç arttıkça artar ve sıcaklık arttıkça azalır. Sıvı ve katıların yoğunlukları da sıcaklığa bağlı olmakla birlikte basınca çok az bağlıdır. 2- Bir gazın yoğunluğu onun mol kütlesi ile orantılıdır. Sıvı ve katıların yoğunlukları ile mol kütleleri arasında hiçbir ilişki yoktur.

  27. Kimyasal Reaksiyonlarda Gazlar • Stokiyometrik faktörlerin gaz miktarlarıyla olan ilişkisi diğer girenler veya ürünlerinki ile aynıdır. • Ideal gazeşitliği gazların kütle, hacim, sıcaklık ve basınç hesaplamalarında kullanılır. • Birleşik gaz kanunu diğer gaz kanunları ile geliştirilebilir.

  28. Birleşen Hacimler Kanunu • Tepken ve ürünlerin yada bunların bazılarının gaz olduğu tepkimelerde stokiyometrik hesaplamalar oldukça basittir. 2NO(g) + O2 (g) 2NO2 (g) 2 mol NO + 1 mol O2 (g) 2 mol NO2(g) T ve P nin sabit olduğunu varsayınız, bu durumda bir mol gaz belli 1V hacmini, 2 mol gaz 2V hacmini ve 3 mol gaz 3V hacmini kaplayacaktır 2NO(g) + O2 (g) 2NO2 (g) 2 L NO(g) + 1 L O2 (g) 2 L NO2(g)

  29. Örnek Ideal gazEşitliğinin Reaksiyon sitokiyometrisi hesaplamalarında kullanılması Yüksek sıcaklıkta sodyum azid, NaN3, bozunarak azot gazı N2(g) oluşturur. Bu reaksiyon sistemleri hava yastıklarında kullanılır. 70.0 g NaN3in bozunmasıyla 735 mm Hg basınç ve 26°C sıcaklıkta ne kadar hacimde N2(g), elde edilir. 2 NaN3(k) → 2 Na(s) + 3 N2(g)

  30. nRT (1.62 mol)(0.08206 L atm mol-1 K-1)(299 K) V = = P 1.00 atm (735 mm Hg) 760 mm Hg Örnek N2nin molünü hesaplayın: 1 mol NaN3 3 mol N2 = 1.62 mol N2 nN2 =70 g NaN3x x 65.01 g NaN3 2 mol NaN3 N2:nin hacmini hesaplayın = 41.1 L

  31. Gazların Karışımı • Gazkanunları gaz karışımlarına uygulanabilir. • Bir kapta bulunan gaz karışımındaki her bir gazın kabı dolduracak şekilde genişlediğini ve kabın içindeki tek başına bulunduğu zaman uygulayacağı basınca eş değer bir basınç uygular. • Kısmi Basınç • Aynı kab içerisindeki bir gaz karışımındaki herbir gaz bileşeni kendi kısmi basıncını uygular. Ptop= Pa + Pb + Pc.......

  32. Dalton Kısmi Basınç Kanunu Her gazı hacmi ve sıcaklığı aynı Gaz miktarları farklı olduğu için uyguladıkları basınç farklı Toplam basınç her bir gazın uyguladığı kısmi basınçların toplamına eşit

  33. na naRT/Ptop Va = = ntopRT/Ptop ntop Vtop na naRT/Vtop Pa = = ntopRT/Vtop ntop Ptop Kısmi Basınç Ptop = Pa + Pb +… Va = naRT/Ptopve Vtop = Va + Vb+… Kısmi hacim=Her bir gazın Pt basıncında tek başına kaplayacağı hacim na a (Mol Kesiri) = Hatırlayın ntop

  34. Örnek • 1,0 g H2 ve 5,00 g He karışımı 20 0C de 5 L lik bir kaba koyulduğunda karışımın uyguladığı basınç nedir?

  35. Örnek • 1,0 g H2 ve 5,00 g He karışımı 20 0C de 5 L lik bir kaba koyulduğunda H2 ve He nin kısmi basınçları nedir?

  36. Kinetik Moleküler Teori • Gaz partikülleri noktasal kütleli, sabit, rastgele ve doğrusal hareket yaparlar. • Gaz partikülleri birbirlerinden çok uzak mesafededirler. • Tüm çarpışmalar hızlı ve elastiktir. • Gaz partikülleri arasında herhangi bir kuvvet yoktur. • Toplam enerji sabit kalır.

  37. Basıncın Bağlı Olduğu Kuvvetler • Öteleme kinetik Enerjisi, • Moleküllerin çarpışma frekansı, • Vurgu veya momentum transferi, • Basınç, momentum transferi ile çarpışma frekansının çarpımına eşittir.

  38. Moleküler hızların dağılımı Bağıl molekül sayısı Hafif moleküller daha hızlıdır Molekül hızları sıcaklıkla artar Hız m/s

  39. Kinetik Molekül Teorisine Bağlı Gaz Özellikleri • Yayılma( Difüzyon) -Rastgele molekül hareketi sonucu moleküllerin göç etmesidir. • Dışa Yayılma(Efüzyon) • Gaz moleküllerinin bulundukları kaptaki küçük bir delikten kaçmasıdır.

  40. Oran: • Efüzyon hızı • Moleküler hızlar • Efüzyon zamanı • Moleküllerin aldığı yolu • Efüzyon olmuş gaz miktarları. Graham Kanunu A nın dışa yayılma hızı • Yalnızca düşük basınçtaki gazlar içindir. • Küçük bir delikten kaçma • Difüzyona uygulanmaz. B nin dışa yayılma hız İki farklı gazın dışa yayılma hızları mol kütlelerinin karekökü ile ters orantılıdır

  41. Gerçek Gazlar • Sıkıştırılabilirlik faktörü: PV/nRT = 1 • Gerçek gazlardan sapma. • PV/nRT > 1 – Moleküler hacim büyük ise. • PV/nRT < 1 – moleküller arası etkileşim kuvveti. Gerçek gazlar yüksek sıcaklıkdüşük basınçda ideal gaz gibi davranırlar

  42. Gerçek Gazlar • PV/nRT > 1 – Moleküler hacim büyük ise. • PV/nRT < 1 – moleküller arası etkileşim kuvveti.

  43. van der Waals Denklemi n2a V – nb = nRT P + V2 Bastırılamayan hacim-molekülerin hacmi ile ilgili Moleküller arası çekim kuvveti a ve b değerleri her gaz için farklıdır.

More Related