Gazlar, maddenin en düzensiz halidir ve atom veya moleküllerin birbirlerinden bağımsız hareket etmesiyle oluşur. Etrafınızdaki hava, gazların sahip olduğu özelliklerin en somut örneğidir. Gazların bu eşsiz yapısı, onların hal değiştirme ve kimyasal tepkimelerle ilgili konuları anlamak için temel bir konudur.

Gazların Özellikleri

Gazlar, katı ve sıvı maddelerden farklı, kendine özgü fiziksel özelliklere sahiptir. Bu özellikler, gazların davranışlarını belirler.

• Belirli bir şekilleri ve hacimleri yoktur: Gazlar, içinde bulundukları kabın hacmini ve şeklini alarak kabı tamamen doldururlar.
• Sıkıştırılabilirler: Gaz tanecikleri arasındaki boşluklar çok büyüktür. Bu sayede dışarıdan uygulanan bir basınçla hacimleri kolayca küçültülebilir. Bu özellik, gazların depolanmasını ve taşınmasını kolaylaştırır.
• Yoğunlukları düşüktür: Aynı kütledeki katı veya sıvı maddelere göre çok daha geniş bir hacme yayıldıkları için yoğunlukları oldukça düşüktür.
• Tanecikleri sürekli, hızlı ve rastgele hareket halindedir: Gaz tanecikleri sürekli olarak birbirleriyle ve kabın çeperleriyle çarpışır. Bu hareket, gazın basınç oluşturmasının temel nedenidir.
• Karışımları her zaman homojendir: Hangi gazları karıştırırsanız karıştırın, her zaman birbiri içinde homojen olarak dağılırlar ve tek bir faz oluştururlar.

Gaz Yasaları

Gazların basınç (P), hacim (V), mutlak sıcaklık (T) ve mol sayısı (n) gibi dört temel özelliği bulunur. Bu özellikler arasındaki ilişkiler, gaz yasaları ile açıklanır.

Basınç-Hacim İlişkisi (Boyle Yasası)

Sabit sıcaklıkta ve sabit miktardaki (mol sayısındaki) bir gazın basıncı ile hacmi ters orantılıdır. Bir gazın basıncını artırırsanız hacmi azalır. Bunu, bir enjektörün pistonunu kapatıp içindeki havayı sıkıştırmaya çalışırken hissedebilirsiniz.

• Formül: P1 x V1 = P2 x V2

Sıcaklık-Hacim İlişkisi (Charles Yasası)

Sabit basınçta ve sabit miktardaki bir gazın hacmi ile mutlak sıcaklığı (Kelvin) doğru orantılıdır. Sıcaklığı artan bir gazın hacmi de artar. Şişirilmiş bir balonun yaz sıcağında daha çok şişmesi bu duruma örnektir. Bu yasada sıcaklık birimi mutlaka Kelvin (K) olmalıdır.

• Formül: V1 / T1 = V2 / T2 (Sıcaklık T, Kelvin cinsinden)

Basınç-Sıcaklık İlişkisi (Gay Lussac Yasası)

Sabit hacimde ve sabit miktardaki bir gazın basıncı ile mutlak sıcaklığı (Kelvin) doğru orantılıdır. Bir lastik topun kışın havasının sönük gibi durması, yazın ise şişkin olması bu yasayla açıklanır. Soğukta gaz basıncı düşer, sıcakta artar.

• Formül: P1 / T1 = P2 / T2 (Sıcaklık T, Kelvin cinsinden)

Hacim-Madde Miktarı İlişkisi (Avogadro Yasası)

Sabit sıcaklık ve basınçta bir gazın hacmi ile mol sayısı (madde miktarı) doğru orantılıdır. Bu yasa, eşit hacimdeki farklı gazların aynı koşullarda eşit sayıda tanecik (atom veya molekül) içerdiğini belirtir.

• Formül: V1 / n1 = V2 / n2

İdeal Gaz Yasası

Gaz yasaları, bir araya getirilerek İdeal Gaz Yasası olarak bilinen tek bir denklemde toplanır. Bu yasa, bir gazın dört temel özelliğini (P, V, n, T) aynı anda ilişkilendirir.

• Formül: P x V = n x R x T
• P: Basınç (atmosfer)
• V: Hacim (litre)
• n: Mol sayısı (mol)
• T: Mutlak sıcaklık (Kelvin)
• R: İdeal gaz sabiti (0.082 L.atm / mol.K)

İdeal gaz, moleküller arası çekim kuvveti olmayan ve moleküllerin hacmi olmayan bir varsayımsal gaz modelidir. Gerçek gazlar, düşük basınç ve yüksek sıcaklık koşullarında ideal gaza yakın davranırlar.

Çözümlü Sorular

1. Soru Sabit basınç altındaki bir kaptaki 2.5 litre hacmindeki gazın sıcaklığı 27 santigrat derecedir. Gazın hacminin 5 litre olması için sıcaklığı kaç santigrat derece olmalıdır?

A) 54 B) 127 C) 200 D) 327

Çözüm: Sıcaklıkları önce Kelvin’e çevirelim. T1 = 27 + 273 = 300 K V1 = 2.5 L V2 = 5 L Charles Yasasına göre V1/T1 = V2/T2 formülü kullanılır. 2.5 / 300 = 5 / T2 T2 = (5 x 300) / 2.5 = 600 K Sonucu santigrat dereceye çevirelim: 600 – 273 = 327 santigrat derece.

Doğru Cevap: D

---

2. Soru Normal koşullarda (NKA) 4.48 litre hacim kaplayan CH4 gazı kaç gramdır? (Atom kütleleri: C = 12, H = 1)

A) 1.6 B) 3.2 C) 4.48 D) 8.96

Çözüm: NKA’da 1 mol gaz 22.4 litre hacim kaplar. Mol sayısı (n) = Hacim / 22.4 n = 4.48 / 22.4 = 0.2 mol. CH4’ün mol kütlesini bulalım: MA(CH4) = 12 + (4 x 1) = 16 g/mol. Kütle (m) = n x MA m = 0.2 mol x 16 g/mol = 3.2 gram.

Doğru Cevap: B

---

3. Soru Sabit sıcaklıkta ve sabit hacimli bir kapta bulunan 2 mol He gazının basıncı 4 atm’dir. Kaba 2 mol He gazı daha eklenirse gazın son basıncı kaç atm olur?

A) 2 B) 4 C) 6 D) 8

Çözüm: Bu bir Avogadro Yasası ve basınç ilişkisi sorusudur. Başlangıç mol sayısı n1 = 2 mol, basıncı P1 = 4 atm. Son mol sayısı n2 = 2 + 2 = 4 mol. Sabit sıcaklık ve hacimde basınç mol sayısı ile doğru orantılıdır. P1/n1 = P2/n2 4 / 2 = P2 / 4 P2 = (4 x 4) / 2 = 8 atm.

Doğru Cevap: D

---

4. Soru Bir kapta bulunan 4 gram H2 gazının 27 santigrat derecedeki basıncı 2 atm ise kabın hacmi kaç litredir? (Atom kütlesi: H = 1, R = 0.082)

A) 24.6 B) 49.2 C) 61.5 D) 82

Çözüm: İdeal Gaz Yasası (PV = nRT) kullanılır. Mol sayısını bulalım: MA(H2) = 2 x 1 = 2 g/mol. n = 4 g / 2 g/mol = 2 mol. Sıcaklığı Kelvin’e çevirelim: T = 27 + 273 = 300 K. PV = nRT 2 x V = 2 x 0.082 x 300 2V = 49.2 V = 24.6 litre.

Doğru Cevap: A

---

5. Soru Aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Gazların bir hacmi ve şekli yoktur. B) Gaz tanecikleri arasında güçlü çekim kuvvetleri bulunur. C) Gazların kinetik enerjisi sıcaklıkla doğru orantılıdır. D) Gaz tanecikleri bulundukları kabı tamamen doldurur.

Çözüm: Gaz tanecikleri arasındaki çekim kuvvetleri ihmal edilecek kadar zayıftır. Güçlü çekim kuvvetleri katı ve sıvı maddelerde bulunur.

Doğru Cevap: B