Gazların yayılma (difüzyon) ve boşalma (efüzyon) hızları, **Graham Yasası** olarak bilinen temel bir prensiple açıklanır. **Difüzyon**, gaz taneciklerinin birbiriyle veya başka bir gazla serbestçe karışarak homojen bir karışım oluşturması sürecidir. Bu, bir parfümün odanın her yerine yayılması gibi günlük hayattan bir örnektir. **Efüzyon** ise, gazın bir kabın içindeki yüksek basınçlı ortamdan, çok küçük bir delikten geçerek düşük basınçlı veya vakumlanmış bir ortama boşalmasıdır. Patlak bir lastikten havanın çıkması buna örnektir. Graham Yasası’na göre, aynı sıcaklık ve basınç koşullarında bir gazın difüzyon veya efüzyon hızı, o gazın mol kütlesinin kareköküyle ters orantılıdır. Yani, hafif gazlar, ağır gazlardan daha hızlı hareket ederler. Bu prensip, iki farklı gazın hızları arasındaki oranın, mol kütlelerinin kareköklerinin ters oranına eşit olduğu $Hız_1/Hız_2 = \sqrt{MA_2}/\sqrt{MA_1}$ formülüyle ifade edilir. Gaz taneciklerinin ortalama kinetik enerjileri aynı sıcaklıkta eşit olduğu için, kütlesi küçük olan taneciklerin hızı daha büyük olur. Bu temel prensip, gaz karışımlarını ayırmak ve gazların hızlarını karşılaştırmak için kullanılır.

---

Çözümlü Örnek Test Soruları

---

Soru 1:

Aşağıdaki gazlardan hangisi, aynı sıcaklıkta en hızlı difüze olur?

A) $H_2$ (MA: 2)
B) $CH_4$ (MA: 16)
C) $O_2$ (MA: 32)
D) $CO_2$ (MA: 44)
E) $SO_2$ (MA: 64)

Çözüm:
Graham Yasası’na göre, gazın difüzyon hızı mol kütlesinin kareköküyle ters orantılıdır. Bu nedenle, mol kütlesi en küçük olan gaz en hızlı yayılır. Verilenler arasında en düşük mol kütlesi 2 g/mol ile $H_2$ gazına aittir.
Doğru cevap A şıkkıdır.

---

Soru 2:

Aynı sıcaklık ve basınçta, 20 L hacimdeki $He$ gazının (MA: 4) bir delikten boşalma süresi 10 saniyedir. Aynı delikten 20 L hacimdeki $SO_2$ gazının (MA: 64) boşalma süresi kaç saniyedir?

A) 5
B) 10
C) 20
D) 40
E) 80

Çözüm:
Boşalma süresi (efüzyon), hız ile ters orantılıdır. Hız ve mol kütlesi arasındaki ilişkiyi kullanarak süreyi bulabiliriz:
$t_{He}/t_{SO_2} = \sqrt{MA_{He}}/\sqrt{MA_{SO_2}}$
$10 / t_{SO_2} = \sqrt{4}/\sqrt{64} = 2/8 = 1/4$
$10 / t_{SO_2} = 1/4 \implies t_{SO_2} = 40$ saniye.
Doğru cevap D şıkkıdır.

---

Soru 3:

Bir gaz, aynı koşullardaki $O_2$ gazından (MA: 32) 2 kat daha hızlı difüze oluyorsa, bu gazın mol kütlesi nedir?

A) 2
B) 4
C) 8
D) 16
E) 64

Çözüm:
$Hız_{gaz}/Hız_{O_2} = \sqrt{MA_{O_2}}/\sqrt{MA_{gaz}}$
$2 = \sqrt{32}/\sqrt{MA_{gaz}}$
$\sqrt{MA_{gaz}} = \sqrt{32}/2 = \sqrt{16 \times 2}/2 = 4\sqrt{2}/2 = 2\sqrt{2}$
$MA_{gaz} = (2\sqrt{2})^2 = 4 \times 2 = 8$ g/mol.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 4:

Gazların difüzyon hızlarını etkileyen en önemli faktörler aşağıdakilerden hangisidir?

A) Basınç ve hacim
B) Sıcaklık ve molekül kütlesi
C) Hacim ve mol sayısı
D) Sadece sıcaklık
E) Sadece molekül kütlesi

Çözüm:
Gazların yayılma hızı, moleküllerin kinetik enerjisine bağlıdır. Kinetik enerji ise sıcaklığa bağlıdır. Ayrıca, hızın mol kütlesiyle ters orantılı olması nedeniyle, her iki faktör de difüzyon hızını doğrudan etkiler.
Doğru cevap B şıkkıdır.

---

Soru 5:

Kinetik teoriye göre, aynı sıcaklıkta bulunan $He$ ve $CH_4$ gazları için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) $He$’nin ortalama hızı daha düşüktür.
B) Ortalama kinetik enerjileri farklıdır.
C) $CH_4$’ün ortalama kinetik enerjisi daha büyüktür.
D) Ortalama kinetik enerjileri eşittir.
E) Mol kütleleri eşittir.

Çözüm:
Kinetik Moleküler Teori’ye göre, aynı sıcaklıktaki tüm ideal gazların ortalama kinetik enerjileri eşittir. Mol kütleleri farklı olmasına rağmen (He: 4 g/mol, $CH_4$: 16 g/mol), ortalama kinetik enerjileri eşit olduğu için mol kütlesi küçük olan He gazının hızı daha büyüktür.
Doğru cevap D şıkkıdır.

---

Soru 6:

Bir gazın difüzyon hızı, mol kütlesinin kareköküyle ters orantılıdır. Bu durum hangi yasayı tanımlar?

A) Boyle Yasası
B) Charles Yasası
C) Graham Yasası
D) Avogadro Yasası
E) İdeal Gaz Yasası

Çözüm:
Bu ifade, gazların yayılma (difüzyon) ve boşalma (efüzyon) hızları ile mol kütleleri arasındaki ilişkiyi açıklayan Graham Yasası’nın tanımıdır.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 7:

Aynı sıcaklıkta 15 saniyede difüze olan bir gazın mol kütlesi 81 g/mol ise, aynı delikten 5 saniyede difüze olan diğer gazın mol kütlesi kaçtır?

A) 9
B) 16
C) 27
D) 32
E) 3

Çözüm:
$t_1/t_2 = \sqrt{MA_1}/\sqrt{MA_2}$
$15 / 5 = \sqrt{81}/\sqrt{MA_2}$
$3 = 9/\sqrt{MA_2}$
$3\sqrt{MA_2} = 9 \implies \sqrt{MA_2} = 3 \implies MA_2 = 9$ g/mol.
Doğru cevap A şıkkıdır.

---

Soru 8:

Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Difüzyon, gaz moleküllerinin karışma olayıdır.
B) Efüzyon, gazın küçük bir delikten boşalmasıdır.
C) Gaz moleküllerinin hızı sıcaklığın kareköküyle doğru orantılıdır.
D) Ağır gazlar, hafif gazlara göre daha yavaş difüze olur.
E) Aynı sıcaklıkta tüm gazların difüzyon hızları eşittir.

Çözüm:
Aynı sıcaklıkta, tüm gazların ortalama kinetik enerjileri eşittir ancak difüzyon hızları eşit değildir. Hız, mol kütlesine bağlıdır ve mol kütlesi küçük olan gaz daha hızlı hareket eder.
Doğru cevap E şıkkıdır.

---

Soru 9:

Bir miktar $O_2$ gazı 30 dakikada tamamen difüze oluyorsa, aynı koşullarda eşit miktardaki $H_2$ gazı kaç dakikada difüze olur? (O: 16, H: 1 g/mol)

A) 3.75
B) 7.5
C) 15
D) 60
E) 120

Çözüm:
$t_{H_2}/t_{O_2} = \sqrt{MA_{H_2}}/\sqrt{MA_{O_2}}$
$MA(H_2)=2$, $MA(O_2)=32$
$t_{H_2}/30 = \sqrt{2}/\sqrt{32} = \sqrt{2}/(4\sqrt{2}) = 1/4$
$t_{H_2} = 30/4 = 7.5$ dakika.
Doğru cevap B şıkkıdır.

---