1 mol gaz NKA da kaç litre hacim kaplar (22,4 L) Test 1

Normal koşullarda (0°C ve 1 atm) 1 mol ideal gaz kaç litre hacim kaplar?

A) 11,2 L
B) 22,4 L
C) 44,8 L
D) 5,6 L

Sevgili öğrenciler, bu soru, ideal gazların belirli koşullar altındaki hacmini anlamamızı sağlayan temel bir kimya prensibini sorgulamaktadır. İdeal gaz yasasını kullanarak bu soruyu adım adım çözelim.

• Adım 1: Sorudaki Verileri Belirleme

  Soruda bize "normal koşullar" ifadesi verilmiştir. Kimyada normal koşullar (veya Standart Sıcaklık ve Basınç - STP), belirli bir sıcaklık ve basınç değerini ifade eder:

  Sıcaklık ($T$): $0^\circ C$

  Basınç ($P$): $1 \text{ atm}$

  Ayrıca, gaz miktarı ($n$) $1 \text{ mol}$ olarak verilmiştir. Bizden istenen ise bu gazın kapladığı hacim ($V$).

• Adım 2: Sıcaklığı Kelvin Cinsine Çevirme

  İdeal gaz denklemini kullanırken sıcaklığın her zaman Kelvin ($K$) cinsinden olması gerekir. Santigrat dereceden Kelvin'e çevirmek için $273.15$ ekleriz:

  $T(K) = T(^\circ C) + 273.15$

  $T = 0^\circ C + 273.15 = 273.15 \text{ K}$

• Adım 3: İdeal Gaz Denklemini Hatırlama

  İdeal gazların davranışını açıklayan temel denklem şudur:

  $PV = nRT$

  Burada:

  $P$: Basınç

  $V$: Hacim

  $n$: Mol sayısı

  $R$: İdeal gaz sabiti

  $T$: Mutlak sıcaklık (Kelvin cinsinden)

• Adım 4: İdeal Gaz Sabiti ($R$) Değerini Seçme

  İdeal gaz sabiti ($R$) farklı birimlerde farklı değerlere sahiptir. Basıncı atmosfer ($atm$), hacmi litre ($L$), mol sayısını mol ve sıcaklığı Kelvin ($K$) cinsinden kullandığımız için uygun $R$ değeri şudur:

  $R = 0.082 \text{ L} \cdot \text{atm} / (\text{mol} \cdot \text{K})$

• Adım 5: Değerleri Denklemde Yerine Koyma ve Hacmi Hesaplama

  Şimdi elimizdeki tüm değerleri ideal gaz denklemine yerleştirelim:

  $P = 1 \text{ atm}$

  $V = ?$

  $n = 1 \text{ mol}$

  $R = 0.082 \text{ L} \cdot \text{atm} / (\text{mol} \cdot \text{K})$

  $T = 273.15 \text{ K}$

  Denklemde yerine koyarsak:

  $(1 \text{ atm}) \cdot V = (1 \text{ mol}) \cdot (0.082 \text{ L} \cdot \text{atm} / (\text{mol} \cdot \text{K})) \cdot (273.15 \text{ K})$

  Şimdi $V$'yi yalnız bırakalım:

  $V = \frac{1 \text{ mol} \cdot 0.082 \text{ L} \cdot \text{atm} / (\text{mol} \cdot \text{K}) \cdot 273.15 \text{ K}}{1 \text{ atm}}$

  $V = 0.082 \cdot 273.15 \text{ L}$

  $V \approx 22.40 \text{ L}$

• Adım 6: Sonucu Yorumlama

  Hesaplamalarımız sonucunda, normal koşullarda ($0^\circ C$ ve $1 \text{ atm}$) 1 mol ideal gazın yaklaşık $22.4 \text{ L}$ hacim kapladığını bulduk. Bu değer, kimyada "molar hacim" olarak bilinen ve sıkça kullanılan standart bir değerdir.

Cevap B seçeneğidir.