11. sınıf kimya 1. dönem 2. yazılı 4. senaryo Test 1

Bir gazın difüzyon hızı, mol kütlesinin karekökü ile nasıl değişir?

A) Doğru orantılıdır.
B) Ters orantılıdır.
C) Karesi ile doğru orantılıdır.
D) Karesi ile ters orantılıdır.
E) Değişmez.

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bugünkü sorumuz, gazların önemli bir özelliği olan difüzyon hızı ile mol kütlesi arasındaki ilişkiyi anlamamızı gerektiriyor. Bu ilişkiyi adım adım inceleyelim:

• Difüzyon Nedir?

  Difüzyon, gaz moleküllerinin yüksek konsantrasyonlu bir bölgeden düşük konsantrasyonlu bir bölgeye doğru kendiliğinden yayılması olayıdır. Örneğin, bir odanın köşesine sıkılan parfüm kokusunun zamanla tüm odaya yayılması bir difüzyon örneğidir.

• Graham Difüzyon Yasası:

  Gazların difüzyon hızları ile mol kütleleri arasındaki ilişkiyi açıklayan temel prensip, İskoç kimyacı Thomas Graham tarafından ortaya konan Graham Difüzyon Yasası'dır. Bu yasa, gazların moleküler hareketliliği hakkında bize bilgi verir.

• Yasanın İfadesi:

  Graham Yasası'na göre, sabit sıcaklık ve basınçta bir gazın difüzyon (veya efüzyon) hızı, o gazın mol kütlesinin karekökü ile ters orantılıdır.

• Matematiksel Gösterim:

  Bu ilişkiyi matematiksel olarak şu şekilde ifade edebiliriz:

  $Rate \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$

  Burada;

  • $Rate$: Gazın difüzyon hızını,
  • $M$: Gazın mol kütlesini temsil eder.

  Bu formül, hızın mol kütlesinin karekökü ile ters orantılı olduğunu açıkça göstermektedir.

• Anlamı ve Yorumu:

  Bu ters orantı ne anlama geliyor? Şunu düşünün:

  • Eğer bir gazın mol kütlesi ($M$) artarsa (yani gaz daha ağır olursa), mol kütlesinin karekökü ($\sqrt{M}$) de artar. Ters orantılı olduğu için, difüzyon hızı ($Rate$) azalır.
  • Eğer bir gazın mol kütlesi ($M$) azalırsa (yani gaz daha hafif olursa), mol kütlesinin karekökü ($\sqrt{M}$) de azalır. Ters orantılı olduğu için, difüzyon hızı ($Rate$) artar.

  Basitçe ifade etmek gerekirse, hafif gazlar ağır gazlara göre daha hızlı yayılır.

• Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
  • A) Doğru orantılıdır: Yanlış. Mol kütlesi arttıkça hız azalır.
  • B) Ters orantılıdır: Doğru. Mol kütlesinin karekökü ile ters orantılıdır.
  • C) Karesi ile doğru orantılıdır: Yanlış.
  • D) Karesi ile ters orantılıdır: Yanlış. Karekökü ile ters orantılıdır, karesi ile değil.
  • E) Değişmez: Yanlış. Mol kütlesi değiştikçe difüzyon hızı da değişir.

Bu bilgiler ışığında, bir gazın difüzyon hızı, mol kütlesinin karekökü ile ters orantılıdır.

Cevap B seçeneğidir.