📄 10. Sınıf Kimya: Difüzyon Efizyon Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Difüzyon: Gaz moleküllerinin veya atomlarının, yüksek derişimli bir bölgeden düşük derişimli bir bölgeye doğru, kendiliğinden ve homojen bir şekilde yayılması olayıdır. Örneğin, bir odaya sıkılan parfümün kokusunun tüm odaya yayılması bir difüzyon olayıdır.

Efizyon: Gaz moleküllerinin, çok küçük bir delikten veya boşluktan, genellikle bir vakum ortamına doğru fışkırarak yayılması olayıdır. Örneğin, bir balonun zamanla sönerek içindeki gazın küçük gözeneklerden dışarı çıkması efizyon olayıdır.

Temel Fark: Difüzyon, gaz moleküllerinin diğer gaz molekülleri arasında yayılmasıyken (yani bir ortam içinde), efizyon gaz moleküllerinin küçük bir delikten genellikle boşluğa doğru yayılmasıdır (yani bir ortamdan dışarıya). Efizyonda moleküllerin birbirleriyle çarpışma olasılığı difüzyona göre daha azdır.

💡 Çözüm Adımları:

Graham Difüzyon Yasası'na göre, gazların difüzyon hızları mol kütlelerinin karekökleri ile ters orantılıdır. Yani, \(V_1 / V_2 = \sqrt{M_2 / M_1}\) formülü kullanılır.

Bu durumda, mol kütlesi daha küçük olan gaz daha hızlı yayılır. Helyumun (\(M_r=4\) g/mol) mol kütlesi neonun (\(M_r=20\) g/mol) mol kütlesinden daha küçük olduğu için helyum gazı neondan daha hızlı difüzlenir.

Hız oranını hesaplayalım:
\(V_{He} / V_{Ne} = \sqrt{M_{Ne} / M_{He}}
\)
\(V_{He} / V_{Ne} = \sqrt{20 / 4}
\)
\(V_{He} / V_{Ne} = \sqrt{5}\)

Yaklaşık olarak \(V_{He} / V_{Ne} \approx 2.236\) olur. Bu da helyum gazının neon gazından yaklaşık 2.236 kat daha hızlı difüzlendiğini gösterir.

💡 Çözüm Adımları:

Bir gazın difüzyon hızını artırmak için aşağıdaki fiziksel koşullar değiştirilebilir:

1. Sıcaklık: Gazın mutlak sıcaklığı artırılırsa, moleküllerin ortalama kinetik enerjisi artar. Daha yüksek kinetik enerjiye sahip moleküller daha hızlı hareket eder ve dolayısıyla difüzyon hızı artar. Difüzyon hızı, mutlak sıcaklığın karekökü ile doğru orantılıdır (\(V \propto \sqrt{T}\)).

2. Mol Kütlesi: Gazın mol kütlesi azaltılırsa, difüzyon hızı artar. Daha hafif moleküller, aynı kinetik enerjiye sahip olsalar bile daha ağır moleküllere göre daha hızlı hareket ederler. Difüzyon hızı, mol kütlesinin karekökü ile ters orantılıdır (\(V \propto 1/\sqrt{M}\)). Bu nedenle, hafif gazlar ağır gazlara göre daha hızlı yayılır.

3. Basınç Farkı / Derişim Farkı: Ortamlar arasındaki basınç farkı veya gazın derişim farkı artırılırsa, difüzyon hızı da artar. Gaz molekülleri, yüksek basınç veya derişim olan bölgeden düşük basınç veya derişim olan bölgeye doğru daha hızlı hareket etme eğiliminde olurlar.