📚 Gazların Temel Özellikleri
Gazlar, maddenin en düzensiz halidir. Belirli bir şekilleri ve hacimleri yoktur. Bulundukları kabın tamamını doldururlar ve sıkıştırılabilirler. Bu ünitede gazları tanımlayan ve davranışlarını açıklayan özellikleri inceleyeceğiz.
🎯 Gazları Tanımlayan Dört Temel Özellik
- 📏 Hacim (V): Gazlar bulundukları kabın hacmini alır. Birimi genellikle litre (L) veya mililitre (mL)'dir.
- 🌡️ Sıcaklık (T): Gazların ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Gaz problemlerinde mutlaka Kelvin (K) cinsinden kullanılmalıdır. \( T(K) = T(°C) + 273 \)
- ⚖️ Basınç (P): Gaz moleküllerinin kabın çeperlerine çarpması sonucu oluşan kuvvettir. Birimi atmosfer (atm), mmHg (torr) veya Pascal (Pa)'dır.
- 🔢 Mol Sayısı (n): Gazın miktarını ifade eder. Birimi moldür ve \( n = \frac{m}{M_A} \) formülüyle hesaplanır.
💨 Gaz Basıncı ve Ölçümü
Gaz basıncı, açık hava basıncı ve kapalı kaplardaki gaz basıncı olarak ikiye ayrılır.
- 🌍 Açık Hava Basıncı (Atmosfer Basıncı): Atmosferi oluşturan gazların ağırlığından kaynaklanır. Toricelli deneyi ile ölçülmüştür.
- 1 atm = 760 mmHg = 760 torr
- Deniz seviyesinde ve 0°C'de 76 cmHg'dir.
- 🧪 Kapalı Kaplardaki Gaz Basıncı (Manometre): Manometre ile ölçülür. Açık uçlu ve kapalı uçlu olmak üzere iki çeşittir.
📊 Gaz Yasaları
Gazların davranışlarını açıklayan, basınç, hacim, sıcaklık ve mol sayısı arasındaki ilişkileri gösteren yasalardır.
✅ Boyle Yasası (P-V İlişkisi)
Sabit sıcaklık ve mol sayısında, bir gazın basıncı ile hacmi ters orantılıdır.
\( P_1 \times V_1 = P_2 \times V_2 \)
Örnek: Basıncı 2 atm olan 4 L gaz, sabit sıcaklıkta 8 L'ye genişletilirse yeni basıncı 1 atm olur.
✅ Charles Yasası (V-T İlişkisi)
Sabit basınç ve mol sayısında, bir gazın hacmi mutlak sıcaklık ile doğru orantılıdır.
\( \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \)
Uyarı: Sıcaklık her zaman Kelvin cinsinden olmalıdır! 🚨
✅ Gay-Lussac Yasası (P-T İlişkisi)
Sabit hacim ve mol sayısında, bir gazın basıncı mutlak sıcaklık ile doğru orantılıdır.
\( \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} \)
✅ Avogadro Yasası (V-n İlişkisi)
Sabit sıcaklık ve basınçta, bir gazın hacmi mol sayısı ile doğru orantılıdır.
\( \frac{V_1}{n_1} = \frac{V_2}{n_2} \)
Aynı sıcaklık ve basınçta, farklı gazların eşit mol sayıları eşit hacim kaplar. (NŞA'da 1 mol gaz = 22,4 L)
🧩 İdeal Gaz Denklemi
Tüm gaz yasalarını birleştiren genel bir denklemdir. Gazın dört temel özelliği arasındaki ilişkiyi verir.
\( P \times V = n \times R \times T \)
- P: Basınç (atm)
- V: Hacim (L)
- n: Mol sayısı (mol)
- R: İdeal gaz sabiti (0,082 L.atm/mol.K)
- T: Sıcaklık (K)
Bu denklem, gazın "ideal" yani moleküller arası etkileşimlerin ve moleküllerin hacminin ihmal edildiği varsayımına dayanır. Gerçek gazlar yüksek sıcaklık ve düşük basınçta ideale yakın davranır.
🔬 Kinetik Teori ve Gazlar
Gazların davranışlarını açıklayan teoriye Kinetik-Moleküler Teori denir. Bu teoriye göre:
- ➡️ Gaz tanecikleri (atom/molekül) sürekli, rastgele ve doğrusal hareket eder.
- ➡️ Tanecikler arasındaki çekim kuvveti ihmal edilebilir düzeydedir.
- ➡️ Taneciklerin hacmi, gazın kapladığı toplam hacim yanında ihmal edilir.
- ➡️ Tanecikler birbirleriyle ve kabın çeperiyle esnek çarpışmalar yapar.
- ➡️ Bir gazın ortalama kinetik enerjisi, yalnızca mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Farklı gazların aynı sıcaklıktaki ortalama kinetik enerjileri eşittir.
⚡ Gerçek (İdeal Olmayan) Gazlar
İdeal gaz denklemi her koşulda tam doğru sonuç vermez. Özellikle;
- ❄️ Düşük sıcaklıklarda,
- 💧 Yüksek basınçlarda,
- 🧪 Moleküller arası çekim kuvvetleri güçlü olan gazlarda (NH₃, H₂O gibi),
- 🔍 Molekül hacminin göz ardı edilemeyeceği kadar büyük olduğu durumlarda gazlar ideal davranıştan sapar.
