2. ideal gazlar, gerçek gazlar

Mühendislik Mimarlık Fakültesi Gıda Mühendisliği BölümüProf. Dr. Farhan ALFİN

FizikokimyaGazlar

GİRİŞ

GAZ YASALARI

İDEAL GAZ DENKLEMİ

GAZ KARŞILMLARI

GAZ İÇEREN TEPKİMELERDE STOKİYOMETRİ

GAZLARIN KİNETİK KURAMI

İDEAL OLMAYAN GAZLARIN DAVRANIŞI

Gazlar

Maddeler katı, sıvı veya gaz hallerinde bulunurlar.

Gazlar bulundukları kabı doldurabilen ve

sıkıştırıldıklarında hacmi büyük miktarda küçülebilen

yani bastırılabilen veya sıkıştırılabilen akışkan

maddelerdir.

Giriş

Suyun katı hâlinin (buz) tanecikleri arasındaki

mesafe, sıvı hâlin tanecikleri arasındaki mesafeden

daha fazladır

Giriş

Örneğin 1 atm. ve 25 oC de sıvı haldeyken 1 molü

17.946 cm3 kaplayan su, aynı şartlarda gaz

haldeyken yaklaşık olarak 24000 cm3 hacim kaplar.

Suyun bu her iki fazında moleküllerin tamamen

homojen olarak davrandığını düşünürsek gaz fazdaki

yoğunluk sıvı fazdakine göre 1300 kat daha

düşüktür.

Giriş

Gazlar, katı ve sıvılardan farklı olarak, kimyasal

yapıları ne olursa olsun benzer fiziksel davranışlar

gösterirler.

CO ve CO2’in kimyasal özellikleri birbirinden çok

farklı iken, fiziksel özellikleri birbirine benzerlik

gösterir.

Giriş

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

Gazların özellikleri

Gazların fiziksel davranışını dört özellik belirler:

mol sayıları,

hacimleri,

sıcaklıkları ve

basınçları.

Bunlardan herhangi üçü bilindiği takdirde, hal denklemi

olarak bilinen matematiksel bir denklem kullanarak,

kalanın değerini genellikle hesaplayabiliriz

Gazların özellikleri

Gaz basıncı, gaz taneciklerin kabın çeperlerine

yaptıkları çarpmalardan ileri gelir.

Gazlar bulundukları kabın her yerine homojen olarak

dağıldığı için kabın tüm yüzeylerine uygulanan basınç

aynıdır.

Basınç kavramı

Gazların Basıncı

Gaz Basıncı

Sıvı Basıncı

P (Pa) =

A (m2)F (N)

P = ρ · g · hg: Yerçekimi ivmesi

h: Yükseklik

ρ : Yoğunluk

P: Basınç

F: Kuvvet

A: Alan

𝑃=𝐹𝐴=

𝑊𝐴 =

𝑚𝑔𝐴 =

𝜌 h 𝐴𝑔𝐴 =𝜌 h𝑔

Barometre Basıncı

Atmosfer basıncı

Atmosfer basıncı

Atmosfer basıncı

Atmosfer basıncı

Dünyanın atmosferi tarafından

uygulanan basınçtır.

Deniz seviyesinde atmosfer

tabakasının, bir birim alana uyguladığı

kuvvet aynı koşullarda 760 mm

yüksekliğindeki bir cıva sütununun aynı

birim alana uyguladığı kuvvete eşittir.

Atmosfer basıncı

Cıva yoğunluğu

ρ = 13,5951 g / cm3 = 1,35951 X 104 kg / m3

g = 9,80665 m/s2 olduğunda,

tam olarak 760 mm yüksekliğindeki bir kolonda

bulunan cıvanın uyguladığı basıncı

P = (9,80665 m/s2)(0,760 m)(1,35951 X 104 kg m-3) =

=1,01325 105 kg m-1 S-2

Atmosfer basıncı

1 atm = 760 Torr ≈ 760 mmHg

=1,01325 105 (Pa) =101,325 kPa

Atmosfer basıncı

Ödev76,0 cm (760 mm) yükseklikte cıva sütununun basıncına eşdeğer basıncı oluşturabilecek su sütununun yüksekliği ne olmalıdır?Cıva yoğunluğu = 13,6 g/cm3

Su yoğunluğu = 1 g/cm3

Bir kaptaki gazların basıncını ölçmek için

manometreler kullanılır.

Manometreler

Pgaz=Pbar.

(a) Gaz basıncı barometre basıncına eşit.

Pgaz=Pbar. +∆P∆P= g x h x ρ > 0

(b) Gaz basıncı barometre basıncından büyük.

Pgaz=Pbar. -∆P∆P= - g x h x ρ < 0

(c) Gaz basıncı barometre basıncından küçük.

Manometreler

Açık uçlu bir manometre ile basıncı ölçülmek istenen

bir gaz için, manometrenin açık uç kısmındaki

borudaki su seviyesi gaz balonuna bağlı kısmındaki

borudaki su seviyesinden 16,3 cm daha yüksektir.

Atmosferik basınç 755 mmHg olduğuna göre bu gazın

basıncını bulunuz (Suyun yoğunluğu 1,0 g/cm3 veya

1000 kg/m3 tür).

Örnek

Örnek

Daha önce şekil (c) deki manometre sıvı cıva (d = 13,6

g / cm3) ile doldurulduğunda barometre basıncı 748,2

mm Hg ve cıva seviyeleri farkı 8,6 mm Hg dır.

Gaz basıncı Pgaz ne kadardır?

Ödev

Basınç Birimleri

Örnek

Bir gazın fiziksel koşulları veya durumu, üçü bağımsız

dört değişkene bağlıdır.

Bunlar sıcaklık (T), basınç (P), hacim (V) ve gaz

miktarıdır (mol).

Sıcaklık, basınç, hacim ve gaz miktarı arasındaki

ilişkileri ifade eden eşitlikler gaz yasaları olarak

bilinir.

GAZ YASALARI

Bu gaz yasaları için değişkenlerden ikisi sabit tutulup

diğer ikisi arasındaki ilişki belirlenmiş ve bunlar

eşitlikler halinde ifade edilmiştir.

GAZ YASALARI

Bir balonu sıkıştırdığımız zaman hacminin küçülür

ve aşırı zorlamalarda da patlar hepimiz biliriz.

İçinde gaz örneği bulunan hareketli pistonu hacmi

azaltmak üzere aşağı doğru ittiğinizde ne olur?

Pistonu iterken bir dirençle karşılaşırsınız.

Çünkü silindir içindeki gazın basıncı artacaktır.

Basınç-Hacim İlişkisi (P-V): Boyle Yasası

1660 ların başlarında Robert Boyle bir miktar

havanın hacmi üzerine basıncın etkisini araştırdı.


Boyle yasasına göre, sabit sıcaklıkta belli bir

miktar gazın hacmi, basıncıyla ters orantılıdır

ya da PV = a (sabit)

Orantı katsayısının gazın cinsine de bağımlı

olduğunu

Yüksek basınç ve düşük sıcaklık değerlerinde Boyle

kanunundan sapmalar meydana gelir.


50,0 L lik bir silindir 21,5 atm de azot gazi

içermektedir. Silindirin içeriği hacmi bilinmeyen boş

bir tanka boşaltılır. Eğer tanktaki son basınç 1,55

atm ise, bu durumda tankın hacmi ne kadardır?

Örnek

Örnek

1787 yılında İngiliz bilim insanı Jacques Charles daha

sonra Fransız bilim adamı J. L. Gay-Lussac 1808 de.

Yapılan deneylerde gazın hacminin sıcaklığın 1 oC

değişmesiyle yaklaşık olarak 1/273 de kadar

değişime uğradığı görülmüştür.

Sıcaklık-Hacim ilişkisi (T-V): Charles Yasası

Sabit basınçtaki belli bir miktar gazın ısıtıldıkça

hacminin arttığını ve soğudukça hacminin

azaldığını göstermiştir.

Eğer gazın 0 °C deki hacmi V0, ve t sıcaklığındaki

hacmini Vt ile gösterirsek



Gerçekte böyle bir değere ulaşmak mümkün

olmamalıdır.

Çünkü hacmin sıfır olması demek maddenin

bulunmaması anlamını taşır.

Bu sıcaklık mutlak sıfır olarak bilinir (Kelvin).

T (k)= 273.15 + t (°C)


Charles yasası şu şekilde ifade edilebilir:

ya da


Belli miktardaki bir gazın hacmi sabit basınç altında

mutlak sıcaklıkla doğru orantılı değişir.

25 °C de bir gaz örneğinin hacmi 34,6 cm3 tür. Gazın

miktarının ve basıncının sabit kalması koşuluyla

örneğin hacmini 51,9 cm3 e çıkarabilmek için sıcaklık

ne olmalıdır?

Örnek

Sıcaklığı 24 °C de sabit tutulan bir odada, bir balon

hava ile 2,50 L ye şişiriliyor. Sonra, çok soğuk bir kış

gününde dışarıya çıkarılıyor. Dışarıdaki sıcaklık -25 °C

ise, balonun hacmi ne olacaktır? Balon içinde ve

dışında basınçların sabit kaldığını varsayınız.

Ödev

Bir gazın sıcaklığı 100 K den 200 K e çıkarılırsa, gaz

hacmi ikiye katlanır.

Bir gazın sıcaklığı 100 °C den 200 °C ye çıkarılırsa gaz

hacmi yine ikiye katlanır mı?

Açıklayınız.

Ödev

Gazların sıcaklık ve basınç arasındaki ilişki ilk defa

Fransız bilim insanı Joseph Gay Lussac tarafından

incelenmiştir.

ya da

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

Sabit hacimdeki, belli bir miktar gazın

basıncı, mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır

T1 < T2

Gaz özelliklerinin sıcaklık ve basınca bağlıdır.

Bu nedenle gazlar için iki koşul belirlenmiştir.

Normal koşullar (NK) P = 1 atm = 760 mm Hg T = 0 °C = 273,15 K

Standart koşullar (STP) P = 1 atm = 760 mm Hg T = 25 °C = 298,15 K

STP (Standart Sıcaklık ve Basınç)

Avogadro, sabit sıcaklık ve basınçta gazların eşit

hacimlerinin eşit sayıda molekül içerir hipotezini ileri

sürmüştür.

Bu hipotezi Avogadro yasası takip etmiştir.

Hacim-Miktar İlişkisi (n-V): Avogadro Yasası

Avogadro yasası; sabit basınç ve sıcaklıkta gaz

hacminin madde miktarı ile doğru orantılı

olduğunu söyler.

Gaz miktarı yarıya düşerse gaz hacmi de yarıya

düşer; gaz miktarı iki katına çıkarsa hacim de iki

katına çıkar.


ya da

(NK) yerine standart sıcaklık ve basınçta ifadesi de

kullanılır.

1 mol gaz (6,02x1023 molekül) = 22.414 L

(NŞA, 0 °C ve 1 atm basıçta)


Basit gaz yasalarının üçü hacim değişikliklerine, diğer iki

etkenin sabit kaldığı durumda, bir değişkenin etkisini

anlatır.

Boyle yasası, V 1/P (sabit T ve n)∝ Charles yasası, V T (sabit P ve n)∝ Avogadro yasası, V n (sabit P ve T)∝

Gaz Yasalarının Birleştirilmesi:İdeal Gaz Denklemi

Bu üç yasayı; hacim, basınç, sıcaklık ve gaz miktarı gibi

dört değişkeni içeren tek bir denklemde (ideal gaz

denklemi) birleştirebiliriz.

İdeal 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.


veya

Gaz sabiti R’nin değeri bir gazın standart molar

hacminden hesaplanabilir.

1 mol gaz 0 °C (273,15 °K) ve 1 atm basınçta 22,4 L

hacim kapladığından, R gaz sabitinin değeri SI birim

sisteminde 0,082 (L . atm)/(K . mol)


𝑅=𝑃𝑉𝑛𝑇 =

1 (𝑎𝑡𝑚 )22 , 4(𝐿)1 (𝑚𝑜𝑙 )273 ,15 (𝐾 )

=0 , 082 L. atmmol . K

R = 0,082057 L atm mol-1 K-1

= 8,3145 m3 Pa mol-1 K-1

= 8,3145 J mol-1 K-1

= 62,364 L Torr mol-1 K-1

Gaz Sabiti

Bu denklem genellikle bir veya iki gaz özelliği sabit

olduğu koşullarda uygulanılır ve denklem bu sabitler

yok edilerek basitleştirilir.

Genel Gaz Eşitliği (Denklemi)

Eğer iki gazın ya da tek bir gazın iki halinin (başlangıç

ve son) kıyaslanması gerekiyorsa, sabit terim (n, P, V,

T) götürüldükten sonra Genel Gaz Denklemi

kullanılmalıdır. Diğer durumlarda İdeal Gaz Denklemi

kullanılmalıdır.

Genel Gaz Eşitliği (Denklemi)

VerilenBilgileri bir araya getiriniz.

Çevirme faktörlerini kullanarak verileri doğru birimlere çeviriniz. Örneğin, g ı mol e çeviriniz, R için atm mol-1K-1 birimini kullanınız.

Belirlenecek olan değişkenleri tanımlayınız.

İdeal Gaz Denkleminiİstenen değişkenleri çözmek için yeniden düzenleyiniz. Olası dört

yazılış, , ,

Birimleri hesaplama boyunca taşıyınız

Bu hesaplamalarınız kontrolünü sağlar.

45 C ve 745 mm Hg basınçta 13,7 g Cl2(g)’nin kapladığı

hacim ne kadardır?

1 atm = 760 mmHg; R = 0,08206 L atm /(mol K); Cl:35,5

Çözüm

Örnek

Örnek

350 mL’lik bir kap içerisinde ve 175 C’deki 1,00 x 1020

molekül N2’nin oluşturduğu basınç ne kadardır?

1 mol gaz (6,02x1023 molekül)

Ödev

Mol Kütlesi Tayini

PV = nRT ve n = mM

PV = mM RT

M = mPVRT

Polipropilen endüstri için önemli bir kimyasaldır.

Organik sentezlerde ve plastik üretiminde kullanılır.

Cam bir kabın ağırlığı boş, temiz ve havasız iken

40,1305 g, su ile doldurulduğu zaman 138,2410 g (25°C

deki suyun yoğunluğu = 0,9970 g/cm3) ve polipropilen

gazı ile doldurulduğu zaman 740,3 mm Hg basınç ve

24,0°C de 40,2959 g gelmektedir. Polipropilenin mol

kütlesi nedir?

Örnek

İlk amaç cam tüpün ve dolayısıyla gazın hacmini belirlemektir.

Suyun hacmi (tüpün hacmi) Vtüp:

Vtüp = (138,2410 g – 40,1305 g) = 98,41 cm3 = 0,09841 L

Gaz kütlesi ve diğer değişkenler mgaz:

mgaz = mdolu - mboş = (40,2959 g – 40,1305 g) = 0,1654 g

Sıcaklık = 24,0 oC + 273,15 = 297,2 K

Örnek - Çözüm:

Basınç = 740,3 mmHg x 1 atm / 760 mmHg = 0,9741

atm

Gaz Denklemi:

Örnek - Çözüm:

PV = nRT PV = mM RT M = m

PVRT

M = (0,9741 atm)(0,09841 L)

(0,1654 g)(0,08206 L atm mol-1 K-1)(297,2 K)

M = 42,08 g/mol

Katı ve sıvı yoğunlukları ile gaz yoğunluğu arasında önemli

iki fark vardır.

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.

Gazların Yoğunlukları

Gazların Yoğunlukları

PV = mM RT MP

RTVm = d =

PV = nRT ve d = mV , n = m

M

Oksijen gazının (O2 mol kütlesi 32,0 g/mol) 298 K ve

0,987 atm deki yoğunluğu nedir?

Ödev

• Basit gaz yasaları ve ideal gaz denklemi tek tek gazlara

uygulandığı gibi, etkileşmeyen gaz karışımlarına da

uygulanabilir.

• En basit yaklaşım, gaz karışımlarının toplam mol sayısını

kullanmaktır (nt) ntoplam. Burada n mol sayısıdır.

ntop= na + nb + nc + …

Gaz Karışımları

Ptop= Pa + Pb + Pc + … Kısmi Basınç

Bir gaz karışımında, gazlardan birinin, diğerlerinden

etkilenmeyen basıncıdır. Karışımdaki her bir gaz kabı

doldurur ve kendi kısmi basıncına sahiptir.

Gaz Karışımları

Ptop= Pa + Pb + Pc + …Gaz Karışımları

İdeal gazların karışımı tarafından uygulanan

toplam basınç, bu gazların kısmi basınçlarının

toplamına eşittir.

mol kesri , , , ,

Her bir gazın kısmi basıncı, o gaz karışımındaki mol kesri ile toplam basıncının çarpımına eşittir.

Gaz Karışımları

Örnek

1,0 g H2 ve 5,00 g He karışımı 20 0C de 5 L lik bir

kaba koyulduğunda karışımın uyguladığı basınç

nedir?

• 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?

Örnek

Örnek

Gazların tepken ya da ürün olarak yer aldığı

tepkimeler bizlere yabancı değildir. Stokiyometrik

faktörlerin gaz miktarlarıyla olan ilişkisi diğer girenler

veya ürünlerinki ile aynıdır.

İdeal gaz eşitliği gazların kütle, mol sayısı, hacim,

sıcaklık ve basınç hesaplamalarında kullanılır.

Birleşen hacimler yasası, gaz yasası kullanılarak

geliştirilebilir.

Kimyasal Tepkimelerde Gazlar

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)

Birleşen Hacimler Kanunu

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)

Birleşen Hacimler Kanunu

Yüksek sıcaklıkta sodyum azid, NaN3,

bozunarak azot gazı N2(g) oluşturur. Gerekli

reaksiyon başlatıcı araçların kullanılması ve

oluşan sodyum metalinin tutulmasıyla bu

reaksiyon sistemleri hava yastıklarında

kullanılır. 70,0 g NaN3 in bozunmasıyla 735

mm Hg basınç ve 26°C sıcaklıkta ne kadar

hacimde N2(g), elde edilir.

Örnek

2 NaN3(k) → 2 Na(s) + 3 N2(g)

Örnek

= 41,1 L

PnRT

V = =(735 mm Hg)

(1,62 mol)(0,08206 L atm mol-1 K-1)(299 K)

760 mm Hg1.00 atm

N2 ’nin hacmini hesaplayın

N2’nin molünü hesaplayın:

nN2 = 70 g N3 x 1 mol NaN3

65,01 g N3/mol N3

x 3 mol N2

2 mol NaN3

= 1,62 mol N2

KABARTMA TOZU

Hamur içinde CO2 gazı üreterek küçük gaz kabarcıkları

oluşturarak ekmeği yumuşak ve kolay yenebilir yapmak için

kullanılır. Esas içeriği sodyum bikarbonat ile asit etkisi yapan

sodyum alüminyum sülfat ve kalsiyum sekonder fosfattan

ibarettir.

H+ + HCO3- H2O + CO2

3Ca(H2PO4)2 + 4 NaHCO3 Ca3(PO4)2 + 4NaH2PO4 + 4CO2 + 4H2O

Örnek

Pandispanya (sünger kek) yarıçapı ve

yüksekliği cm olarak ölçülün.

Kek hacmi cm3 olarak nedir?

Kekin tümü gaz varsayalım, kaç mol gaz

mevcut olur? Bu gaz miktarını üretmek için

sodyum hidrojen karbonat ve kalsiyum

sekonder fosfattan ne kadar gerekli olacaktır?

Ödev

Gazların kinetik kuramı için 5 varsayım yapılmıştır.

1. Gazlar sabit hızla, gelişi güzel ve doğrusal harekete sahip, çok çok küçük, çok sayıda taneciklerin (moleküller ya da bazı durumlarda atomlar) bir araya gelmesiyle oluşmuşlardır.

Gazların Kinetik-Molekül Kuramı

2. Gaz molekülleri birbirinden çok uzaktadırlar. Yani gaz hemen hemen tümüyle bir boşluk olarak düşünülebilir, moleküller sanki kütlesi olan, ama hacmi olmayan tanecikler olarak kabul edilir. Bu taneciklere nokta kütleler adı verilir.


3. Moleküller birbirleri ile ve bulundukları kabın

çeperleri ile çarpışırlar. Ancak bu çarpışmalar çok

hızlıdır ve moleküller arası çarpışmalar çok azdır.

4. Moleküller arasında, çarpışma sırasında oluşan

zayıf kuvvetler dışında, hiçbir kuvvet olmadığı

kabul edilir. Yani, bir molekül diğerlerinden

bağımsız olarak hareket eder ve etkilenmez.


5. Bağımsız moleküller çarpışma sonucu enerji

kazanabilirler ya da kaybedebilirler. Ancak,

moleküllerin tümü göz önüne alındığında, sabit

sıcaklıkta toplam enerji sabittir.


Gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi örneğin

mutlak sıcaklığıyla doğru orantılıdır.

Farklı gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri

verilen sıcaklıkta eşittir.




Kinetik Molekül Teorisine Bağlı Gaz Özellikleri

Yayılma (Difüzyon)- Rastgele molekül hareketi sonucu

moleküllerin göç etmesidir.

- İki veya daha fazla gazın yayılması,

moleküllerin karışmasıyla sonuçlanır

ve kapalı bir kap içinde kısa sürede

homojen bir karışıma dönüşür.

Kinetik Molekül Teorisine Bağlı Gaz Özellikleri

Dışa Yayılma (Efüzyon)- Gaz moleküllerinin bulundukları

kaptaki küçük bir delikten kaçmasıdır.

- Dışa yayılma hızı doğrudan molekül

hızları ile orantılıdır. Bu, yüksek hızlı

moleküllerin düşük hızlı

moleküllerden daha hızlı yayılması

demektir.

Graham Kanunu

http://lab.concord.org/embeddable.html#interacti

ves/sam/diffusion/3-mass.json

http://lab.concord.org/embeddable.html#interactives/sam/diffusion/3-mass.json

http://lab.concord.org/embeddable.html#interactives/sam/diffusion/3-mass.json

İdeal gaz, teorik olduğu varsayılan ve gaz yasalarına tam

olarak uyan gazdır. İdeal 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 (İdeal Olmayan) Gazlar

Gerçek gazlar,

Yüksek sıcaklık ve düşük basınçta idealliğe yaklaşır.

Düşük sıcaklık ve yüksek basınçta ideallikten

uzaklaşır



Bir gazın ideal gaz koşulundan ne kadar

saptığının ölçüsü sıkıştırılabilirlik faktörü

ile belirlenir.

PV/nRT oranıdır ve ideal gaz için 1’dir.


Gerçek gazlarda:

PV/nRT > 1 moleküllerin kendilerinin

de bir hacmi vardır ve bu hacim

bastırılamaz.

PV/nRT < 1 moleküller arası çekim

kuvvetleri sıkıştırılabilirlik faktörünün

1’den küçük olmasına neden olur.

van der Waals Denklemi

P + n2a V2

V – nb = n R T

V: n mol gazın hacmi,

n2a/V2: moleküller arası çekim kuvveti ile ilgilidir,

a ve b değerleri gazdan gaza değişir. Sıcaklık ve basınca az çok bağlıdır.

• Moleküllerin öz hacimlerine ve moleküller arası

kuvvetlere bağlı düzeltme terimleri taşırlar. van der

Waals denklemi bunlardan biridir:

A small teaspoon of sodium hydrogencarbonate (baking soda) weighs 4.2g. Calculate the moles, mass and volume of carbon dioxide formed when it is

thermally decomposed in the oven. Assume room temperature for the purpose of the calculation. 2NaHCO3(s) ==> Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

This equation is read as 2 moles of sodium hydrogencarbonate decomposes to give 1mole of sodium carbonate, 1 mole of water and 1 mole of carbon dioxide.

The important mole ratio is 2 NaHCO3 ==> 1 CO2

Formula mass of NaHCO3 is 23+1+12+(3x16) = 84 = 84g/mole Formula mass of CO2 = 12+(2x16) = 44 = 44g/mole (not needed by this method)

or a molar gas volume of 24000 cm3 at RTP (definitely needed for this method)

In the equation 2 moles of NaHCO3 give 1 mole of CO2 (2:1 mole ratio in equation) Moles NaHCO3 = 4.2/84 = 0.05 moles ==> 0.05/2 = 0.025 mol CO2 on decomposition. Mass = moles x formula mass, so mass CO2 = 0.025 x 44 = 1.1g CO2 Volume = moles x molar volume = 0.025 x 24000 = 600 cm3 of CO2

Örnek/ http://www.docbrown.info/page04/4_73calcs09mvg.htm

if one gram of sodium bicarbonate reacts with excess vinegar solution that is 5% acetic acid, how much gas will be released in cc's? How many cc's of vinegar are required? Adam Smith ([email protected])

These are reaction stoichiometry problems (you're relating the amounts of different substances involved in a chemical reaction). To solve the first problem, follow these steps:

1-Pick out the target. You want cc CO2. 2- List the given information. You have 1 g of NaHCO3. You have an

excess of 5% acetic acid solution (which means every 100 g vinegar contains 5 g of acetic acid).

3-Connect the given information with the target. You're trying to convert g NaHCO3 into cc CO2. Whenever the problem involves a connection between two different substances, you must have a mole-to-mole relationship between the two to solve the problem. Write and balance an equation for the reaction between acetic acid and sodium bicarbonate to get this relationship. Then

Örnek/http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/gases/faq/co2-from-vinegar-and-baking-soda.shtml

1 g NaHCO3 mol NaHCO3

mole-to-mole ratio

from balanced equation

mol CO2 cc CO2

mailto:[email protected]

.so you've cut a tough problem into two easier ones: the g-to-mol conversion of NaHCO3, and the mol-to-cc conversion of CO2. The first conversion will require a molecular weight, and the second will involve a molar volume.

..so you've cut a tough problem into two easier ones: the g-to-mol conversion of NaHCO3, and the mol-to-cc conversion of CO2. The first conversion will require a molecular weight, and the second will involve a molar volume.You can estimate the molar volume of the CO2 using the ideal gas law. But since the problem doesn't say anything about temperature and pressure, you'll have assume specific values for these; P = 1 atm and T = 298 K are reasonable conditions. Then the number of cubic centimeters per mole is

V/n = RT/P = (82.06 cc atm mol-1 K-1) × (298 K) / (1 atm) = 2.445388× 104 cc/mol.

4-Do the math. Set up a series of conversion factors so that units cancel to ultimately give you cc CO2.


1 g NaHCO3 (1 mol

NaHCO384.0 g NaHCO3

) (2.45 × 104 cc

CO21 mol CO2

) =291 cc CO2

5-Check the answer. You know that a mole of gas will occupy about 22.4 L at STP (and you're not far off from STP). Every mole of bicarbonate produces a mole of carbon dioxide. So multiplying moles of bicarbonate by 22.4 L should give you a rough estimate in liters.


Education

2. ideal gazlar, gerçek gazlar