10. sınıf kimya 2. dönem 2. yazılı 3. senaryo meb Test 3

Aynı sıcaklık ve basınç altında bulunan $He$ ve $CH_{4}$ gazları ile ilgili:

• I. $He$ gazının yayılma hızı, $CH_{4}$ gazının yayılma hızının $2$ katıdır.
• II. Sıcaklık artırılırsa her iki gazın da yayılma hızı artar.
• III. Molekül kütlesi büyük olan gaz daha hızlı yayılır.

yargılarından hangileri doğrudur?
($He: 4$, $CH_{4}: 16$)

A) Yalnız I

B) Yalnız II

C) I ve II

D) II ve III

E) I, II ve III

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda gazların yayılma (difüzyon) hızları ile ilgili temel prensipleri ve Graham Yayılma Yasası'nı kullanacağız. Gazların yayılma hızı, molekül kütlesi ve sıcaklık gibi faktörlere bağlıdır. Şimdi her bir yargıyı adım adım inceleyelim:

• I. Yargı: $He$ gazının yayılma hızı, $CH_{4}$ gazının yayılma hızının $2$ katıdır.

  Gazların yayılma hızları, molekül kütlelerinin karekökü ile ters orantılıdır (Graham Yayılma Yasası). Yani, hafif gazlar daha hızlı yayılır.

  Formülümüz şöyledir: $\frac{Hız_1}{Hız_2} = \sqrt{\frac{M_2}{M_1}}$

  Burada $M$ molekül kütlesini temsil eder.

  • $He$ gazının molekül kütlesi ($M_{He}$) $= 4$
  • $CH_4$ gazının molekül kütlesi ($M_{CH_4}$) $= 12 + (4 \times 1) = 16$

  Şimdi bu değerleri formülde yerine koyalım:

  $\frac{Hız_{He}}{Hız_{CH_4}} = \sqrt{\frac{M_{CH_4}}{M_{He}}} = \sqrt{\frac{16}{4}} = \sqrt{4} = 2$

  Bu durumda, $Hız_{He} = 2 \times Hız_{CH_4}$ olur. Yani, $He$ gazının yayılma hızı, $CH_4$ gazının yayılma hızının $2$ katıdır. Bu yargı doğrudur.

• II. Yargı: Sıcaklık artırılırsa her iki gazın da yayılma hızı artar.

  Gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi, mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Sıcaklık arttıkça gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi ve dolayısıyla ortalama hızı artar. Moleküller daha hızlı hareket ettikleri için yayılma hızları da artar. Bu durum tüm gazlar için geçerlidir.

  Bu yargı doğrudur.

• III. Yargı: Molekül kütlesi büyük olan gaz daha hızlı yayılır.

  Graham Yayılma Yasası'na göre, gazların yayılma hızı molekül kütlesinin karekökü ile ters orantılıdır. Bu, molekül kütlesi ne kadar büyük olursa, gazın yayılma hızının o kadar yavaş olacağı anlamına gelir. Örneğin, yukarıdaki I. yargıda $CH_4$ ($M=16$) gazı, $He$ ($M=4$) gazından daha yavaş yayılır.

  Bu yargı yanlıştır.

Sonuç olarak, I ve II numaralı yargılar doğru, III numaralı yargı ise yanlıştır.

Cevap C seçeneğidir.