Gazların su üstünde toplanması Test 1

Deney sırasında su üzerinde toplanan azot gazının hacmi 100 mL olarak ölçülüyor. Ortam sıcaklığı 25°C ve atmosfer basıncı 760 mmHg'dır. 25°C'de suyun buhar basıncı 24 mmHg olduğuna göre, azot gazının kuru haldeki mol sayısını hesaplamak için ideal gaz denkleminde kullanılacak basınç değeri (atm cinsinden) nedir? (1 atm = 760 mmHg)

A) 1,0
B) 0,97
C) 0,95
D) 1,03

• Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, su üzerinde toplanan bir gazın kısmi basıncını hesaplayarak ideal gaz denklemi için doğru basınç değerini bulacağız. Unutmayın, gazlar su üzerinde toplandığında, ölçülen toplam basınç sadece gazın değil, aynı zamanda su buharının da basıncını içerir. Haydi adım adım ilerleyelim!
• Adım 1: Toplam Basıncı Belirleme
  Deney sırasında ölçülen atmosfer basıncı, su üzerinde toplanan gaz karışımının toplam basıncına eşittir. Bu, kabın içindeki gaz karışımının dışarıdaki atmosferle denge halinde olduğu anlamına gelir.
  $P_{toplam} = P_{atmosfer} = 760 \text{ mmHg}$
• Adım 2: Suyun Buhar Basıncını Belirleme
  Soruda bize 25°C'de suyun buhar basıncı verilmiştir. Bu değer, o sıcaklıkta suyun buharlaşarak gaz fazına geçtiğinde oluşturduğu basıncı ifade eder.
  $P_{H_2O} = 24 \text{ mmHg}$
• Adım 3: Kuru Azot Gazının Kısmi Basıncını Hesaplama
  Su üzerinde toplanan gaz karışımı, azot gazı ($N_2$) ve su buharından ($H_2O$) oluşur. Dalton'un Kısmi Basınçlar Yasası'na göre, bir gaz karışımının toplam basıncı, karışımdaki her bir gazın kısmi basınçlarının toplamına eşittir. Yani:
  $P_{toplam} = P_{N_2} + P_{H_2O}$
  Bizim amacımız sadece azot gazının basıncını bulmak olduğu için, bu formülü azot gazının kısmi basıncı ($P_{N_2}$) için yeniden düzenleyebiliriz:
  $P_{N_2} = P_{toplam} - P_{H_2O}$
  Şimdi bildiğimiz değerleri yerine koyalım:
  $P_{N_2} = 760 \text{ mmHg} - 24 \text{ mmHg}$
  $P_{N_2} = 736 \text{ mmHg}$
  Bu, ideal gaz denkleminde kullanmamız gereken kuru azot gazının basıncıdır.
• Adım 4: Azot Gazının Kısmi Basıncını Atmosfer (atm) Cinsine Çevirme
  İdeal gaz denkleminde ($PV=nRT$) basınç genellikle atmosfer (atm) cinsinden kullanılır. Bu nedenle, mmHg cinsinden bulduğumuz basıncı atm cinsine çevirmemiz gerekiyor. Soruda bize $1 \text{ atm} = 760 \text{ mmHg}$ dönüşüm faktörü verilmiştir.
  $P_{N_2} (\text{atm}) = \frac{P_{N_2} (\text{mmHg})}{760 \text{ mmHg/atm}}$
  $P_{N_2} (\text{atm}) = \frac{736 \text{ mmHg}}{760 \text{ mmHg/atm}}$
  $P_{N_2} (\text{atm}) \approx 0.9684 \text{ atm}$
• Adım 5: Sonucu Yuvarlama ve Seçeneklerle Karşılaştırma
  Hesapladığımız değer $0.9684 \text{ atm}$'dir. Seçeneklere baktığımızda, bu değere en yakın olan ve genellikle yuvarlama kurallarına uygun olan değer $0.97 \text{ atm}$'dir.

Cevap B seçeneğidir.