💡 10. Sınıf Kimya: Gazlar, Çözeltiler, Derişim Birimleri Çözümlü Örnekler

Bu soru, gazların basınç-hacim ilişkisini inceleyen Boyle Yasası ile ilgilidir. 💡 Boyle Yasası'na göre, sabit sıcaklıkta ve mol sayısında bir gazın basıncı ile hacmi ters orantılıdır. Yani, hacim azaldıkça basınç artar. 📈

Çözüm adımları:

• 📌 Başlangıçtaki basınç \( P_1 = 2 \) atm ve hacim \( V_1 \) olsun.
• 📌 Hacim yarıya indirildiğinde, yeni hacim \( V_2 = \frac{V_1}{2} \) olur.
• 📌 Boyle Yasası formülü \( P_1 V_1 = P_2 V_2 \) şeklindedir.
• ✅ Formüldeki değerleri yerine koyalım:
  \( 2 \text{ atm} \times V_1 = P_2 \times \frac{V_1}{2} \)
• ✅ Her iki taraftaki \( V_1 \) değerlerini sadeleştirelim:
  \( 2 = P_2 \times \frac{1}{2} \)
• ✅ \( P_2 \) değerini bulmak için eşitliğin her iki tarafını 2 ile çarpalım:
  \( P_2 = 2 \times 2 \)
  \( P_2 = 4 \) atm

👉 Bu durumda, gazın yeni basıncı 4 atm olur.

Bu soru, İdeal Gaz Denklemi'ni kullanarak gazın mol sayısını bulmamızı istemektedir. 💡 İdeal Gaz Denklemi, gazların basınç (P), hacim (V), mol sayısı (n) ve sıcaklık (T) arasındaki ilişkiyi gösterir: \( PV = nRT \). 📌 Sıcaklığı Kelvin cinsinden kullanmayı unutmayalım!

Çözüm adımları:

• 📌 Verilen değerleri belirleyelim:
  Basınç \( P = 1 \) atm
  Hacim \( V = 4,48 \) L
  Sıcaklık \( T = 0 \) °C. Kelvin'e çevirelim: \( T = 0 + 273 = 273 \) K
  İdeal gaz sabiti \( R = 0,082 \frac{\text{L} \cdot \text{atm}}{\text{mol} \cdot \text{K}} \)
• 📌 İdeal Gaz Denklemi'ni yazalım:
  \[ PV = nRT \]
• 📌 Mol sayısı \( n \)'yi yalnız bırakacak şekilde denklemi düzenleyelim:
  \[ n = \frac{PV}{RT} \]
• ✅ Değerleri formülde yerine koyalım:
  \[ n = \frac{1 \text{ atm} \times 4,48 \text{ L}}{0,082 \frac{\text{L} \cdot \text{atm}}{\text{mol} \cdot \text{K}} \times 273 \text{ K}} \]
• ✅ Hesaplamayı yapalım:
  \[ n = \frac{4,48}{22,386} \] \[ n \approx 0,2 \text{ mol} \]

👉 Standart koşullarda 4,48 L hacim kaplayan ideal gaz 0,2 mol'dür.

Gaz karışımlarında Dalton'un Kısmi Basınçlar Yasası geçerlidir. 💡 Bu yasaya göre, bir gaz karışımının toplam basıncı, karışımdaki her bir gazın kısmi basınçlarının toplamına eşittir. Yani, \( P_{\text{toplam}} = P_A + P_B + ... \) şeklinde ifade edilir.

Çözüm adımları:

• 📌 Toplam basınç \( P_{\text{toplam}} = 3 \) atm olarak verilmiş.
• 📌 He gazının kısmi basıncı \( P_{\text{He}} = 1,2 \) atm olarak verilmiş.
• 📌 Ne gazının kısmi basıncını \( P_{\text{Ne}} \) bulmamız gerekiyor.
• 📌 Dalton'un Kısmi Basınçlar Yasası'nı uygulayalım:
  \[ P_{\text{toplam}} = P_{\text{He}} + P_{\text{Ne}} \]
• ✅ Bilinen değerleri formülde yerine koyalım:
  \[ 3 \text{ atm} = 1,2 \text{ atm} + P_{\text{Ne}} \]
• ✅ \( P_{\text{Ne}} \) değerini bulmak için 1,2 atm'yi eşitliğin diğer tarafına atalım:
  \[ P_{\text{Ne}} = 3 \text{ atm} - 1,2 \text{ atm} \] \[ P_{\text{Ne}} = 1,8 \text{ atm} \]

👉 Buna göre, Ne gazının kısmi basıncı 1,8 atm'dir.

Bu durum, gazların sıcaklık-basınç ilişkisini açıklayan Gay-Lussac Yasası ile doğrudan ilişkilidir. 💡

Açıklama:

• 📌 Gazların Özelliği: Lastiğin içindeki hava, gaz moleküllerinden oluşur. Bu moleküller sürekli hareket halindedir ve lastiğin iç yüzeyine çarparak basınç oluştururlar.
• 📌 Sıcaklık ve Basınç İlişkisi: Gay-Lussac Yasası'na göre, sabit hacimli bir kapta (araba lastiği gibi) gazın sıcaklığı düştükçe, gaz moleküllerinin kinetik enerjisi azalır. Bu, moleküllerin daha yavaş hareket etmesine ve lastik duvarlarına daha az sıklıkta ve daha az şiddetle çarpmasına neden olur.
• 📌 Sonuç: Moleküllerin çarpma sayısı ve şiddeti azaldığı için lastiğin içindeki basınç da düşer. Yani, soğuk havada lastik basıncı azalır.
• 📌 Kontrolün Önemi: Düşük lastik basıncı, aracın yol tutuşunu olumsuz etkiler, yakıt tüketimini artırır ve lastik ömrünü kısaltır. Bu nedenle, özellikle mevsim geçişlerinde ve soğuk havalarda lastik basıncının düzenli olarak kontrol edilmesi ve önerilen seviyelerde tutulması sürüş güvenliği ve ekonomi açısından hayati önem taşır. ✅

👉 Kışın lastik basıncının düşmesi, sıcaklık ile basıncın doğru orantılı olduğunu gösteren bir gaz yasası uygulamasıdır.

Bu soru, çözeltilerin oluşumundaki temel prensiplerden biri olan "benzer benzeri çözer" ilkesiyle ilgilidir. 💡 Bu ilke, polar maddelerin polar çözücülerde, apolar maddelerin ise apolar çözücülerde daha iyi çözündüğünü belirtir. İyonik maddeler de polar çözücülerde (özellikle suda) iyi çözünürler.

Çözüm adımları ve açıklamalar:

• 📌 a) Su (polar) ve Yemek Tuzu (iyonik):
  Su, polar bir moleküldür. Yemek tuzu (NaCl) ise iyonik bir bileşiktir. İyonik bileşikler, iyonları arasındaki elektrostatik çekim kuvvetleri nedeniyle su gibi polar çözücülerde kolayca çözünürler. Suyun polar yapısı, tuzun pozitif ve negatif iyonlarını sararak onları birbirinden ayırır ve çözünmelerini sağlar.
• ✅ Sonuç: Su ve yemek tuzu birbiri içinde iyi çözünür. 👍
• 📌 b) Su (polar) ve Yağ (apolar):
  Su polar bir çözücü iken, yağlar genellikle apolar yapıya sahiptir. "Benzer benzeri çözer" ilkesine göre polar ve apolar maddeler birbiri içinde iyi çözünmezler. Bu yüzden su ve yağ karışmaz, ayrı fazlar oluştururlar.
• ❌ Sonuç: Su ve yağ birbiri içinde iyi çözünmez.
• 📌 c) Benzin (apolar) ve Su (polar):
  Benzin (hidrokarbonlar) apolar bir yapıya sahipken, su polar bir çözücüdür. Yine "benzer benzeri çözer" ilkesi gereği, apolar benzin polar suda çözünmez.
• ❌ Sonuç: Benzin ve su birbiri içinde iyi çözünmez.

👉 Sadece su ve yemek tuzu birbiri içinde iyi çözünür.

Bu soru, kütlece yüzde derişim hesaplamasıyla ilgilidir. 💡 Kütlece yüzde derişim, bir çözeltideki çözünen maddenin kütlesinin, çözeltinin toplam kütlesine oranının yüzde olarak ifadesidir. Formülü:
\[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{\text{Çözünen kütlesi}}{\text{Çözelti kütlesi}} \times 100 \] 📌 Unutmayın, çözelti kütlesi = çözünen kütlesi + çözücü kütlesi.

Çözüm adımları:

• 📌 Çözünen (şeker) kütlesi = \( 50 \) gram.
• 📌 Çözücü (su) kütlesi = \( 200 \) gram.
• 📌 Önce çözeltinin toplam kütlesini bulalım:
  Çözelti kütlesi = Çözünen kütlesi + Çözücü kütlesi
  Çözelti kütlesi = \( 50 \text{ g} + 200 \text{ g} = 250 \text{ g} \)
• 📌 Şimdi kütlece yüzde derişim formülünü uygulayalım:
  \[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = \frac{50 \text{ g}}{250 \text{ g}} \times 100 \]
• ✅ Hesaplamayı yapalım:
  \[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = 0,2 \times 100 \] \[ \text{Kütlece Yüzde Derişim} = 20 % \]

👉 Hazırlanan çözeltinin kütlece yüzde derişimi %20'dir.

Bu soru, hacimce yüzde derişim hesaplamasıyla ilgilidir. 💡 Hacimce yüzde derişim, bir çözeltideki çözünen maddenin hacminin, çözeltinin toplam hacmine oranının yüzde olarak ifadesidir. Formülü:
\[ \text{Hacimce Yüzde Derişim} = \frac{\text{Çözünen hacmi}}{\text{Çözelti hacmi}} \times 100 \] 📌 Unutmayın, çözelti hacmi = çözünen hacmi + çözücü hacmi (hacimlerin korunumu varsayımıyla).

Çözüm adımları:

• 📌 Çözünen (etil alkol) hacmi = \( 150 \) mL.
• 📌 Çözücü (su) hacmi = \( 350 \) mL.
• 📌 Önce çözeltinin toplam hacmini bulalım:
  Çözelti hacmi = Çözünen hacmi + Çözücü hacmi
  Çözelti hacmi = \( 150 \text{ mL} + 350 \text{ mL} = 500 \text{ mL} \)
• 📌 Şimdi hacimce yüzde derişim formülünü uygulayalım:
  \[ \text{Hacimce Yüzde Derişim} = \frac{150 \text{ mL}}{500 \text{ mL}} \times 100 \]
• ✅ Hesaplamayı yapalım:
  \[ \text{Hacimce Yüzde Derişim} = 0,3 \times 100 \] \[ \text{Hacimce Yüzde Derişim} = 30 % \]

👉 Hazırlanan çözeltinin hacimce yüzde derişimi %30'dur.

Bu soru, çözeltilerin seyreltilmesi prensibiyle ilgilidir. 💡 Seyreltme işleminde çözünen madde miktarı değişmez, sadece çözücü (su) miktarı artırılır ve bu da çözeltinin derişimini düşürür. Seyreltme formülü, 10. sınıf müfredatında genellikle "çözünen madde miktarının korunumu" üzerinden açıklanır.
Yani, başlangıçtaki çözünen miktarı = son çözeltideki çözünen miktarı.

Çözüm adımları:

• 📌 Başlangıç çözeltisinin bilgileri:
  Derişim \( D_1 = 80 % \)
  Hacim \( V_1 = 100 \) mL
• 📌 Hedeflenen son çözeltinin bilgileri:
  Derişim \( D_2 = 20 % \)
  Son hacim \( V_2 \) bilinmiyor.
• 📌 Başlangıçtaki çözünen madde miktarını bulalım:
  Yoğun çamaşır suyundaki çözünen madde (sodyum hipoklorit) miktarı:
  Çözünen hacmi \( = \frac{\text{Derişim}}{100} \times \text{Çözelti Hacmi} \)
  Çözünen hacmi \( = \frac{80}{100} \times 100 \text{ mL} = 80 \text{ mL} \)
• 📌 Seyreltme sonrası çözünen madde miktarı aynı kalacaktır (80 mL).
  Şimdi, %20'lik yeni çözeltinin toplam hacmini bulalım:
  \[ 20 % = \frac{80 \text{ mL (çözünen)}}{V_2 \text{ (toplam çözelti hacmi)}} \times 100 \]
• ✅ Denklemi \( V_2 \) için çözelim:
  \[ 20 \times V_2 = 80 \times 100 \] \[ 20 \times V_2 = 8000 \] \[ V_2 = \frac{8000}{20} \] \[ V_2 = 400 \text{ mL} \]
• 📌 Bu, seyreltme sonrası elde edilecek toplam çözelti hacmidir.
  Eklenmesi gereken su miktarını bulmak için son hacimden başlangıç hacmini çıkaralım:
  Eklenen su hacmi \( = V_2 - V_1 \)
  Eklenen su hacmi \( = 400 \text{ mL} - 100 \text{ mL} = 300 \text{ mL} \)

👉 Ev hanımının çamaşır suyunu %20'lik derişime düşürmek için 300 mL su eklemesi gerekir. 💧