Günlük hayatta kullanılan gaz karışımları:

Doğal gaz: metan (%90), etan (%5), propan (%3), bütan (%1) ve diğer gazlar

LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı): Genellikle %70 bütan, %30 propan

Dalış tüplerindeki gaz = hava: %21 oksijen, %78 azot, %1 helyum, neon, metan, nitro oksit, kripton, hidrojen, ozon, argon, karbondioksit

Gaz karışımlarının bulunduğu ortama yaptığı basınç, karışımı oluşturan gazların basınçlarının toplamına eşittir.

PToplam = PX + PY + PZ + …

KISMİ BASINÇLAR (Dalton)

Gazlar birbiri içerisinde homojen olarak dağılırlar.

Aynı kapta bulunan gazlardan herhangi birinin tek başına yaptığı basınca kısmi basınç denir.

PV= nRT     ⇒ aynı kapta bulunan gazlar için V ve T ortak yani eşittir.

Karışımı oluşturan gazlardan her birinin kısmi basıncı, kendi mol sayısıyla doğru orantılıdır.

Normal koşullarda 8 litrelik kapalı bir kapta bulunan gazlardan 1 mol He’nin kısmi basıncı 2 atmosfer ise 3 mol CO2’nin kısmi basıncı kaç atmosferdir?

Toplam basıncın 2,4 atm olduğu sabit hacimli bir kapta 0,8 mol He ve 0,4 mol H2 bulunmaktadır.

Buna göre, her bir gazın kısmi basıncı kaç atm’dir?

Mol Kesri: Gaz karışımındaki bir gazın mol sayısının karışımdaki bütün gazların toplam mol sayısına oranına mol kesri denir ve X ile gösterilir.

  • Herhangi bir gaz karışımındaki bütün gazların mol kesirleri toplamı daima 1’e eşittir.
  • İdeal gaz karışımında kısmi basıncın toplam basınca oranı ile kısmi hacmin toplam hacme oranı birbirine ve mol kesrine eşittir.

   

  • İdeal gaz karışımlarıyla yapılan çalışmalarda mol kesrinin, hacim yüzdesi, basınç yüzdesi veya mol yüzdesi olarak da verileceği görülür.

Havanın hacimce yaklaşık yüzde bileşimi %78 N2, %21 O2, %0,9 Ar ve %0,1 CO2 şeklindedir. 1000 mm Hg basıncındaki bir hava örneğindeki bu dört gazın kısmi basınçları nedir?

sırasıyla: 780, 210, 9 ve 1 mmHg

Bir doğal gaz örneği, 8 mol metan (CH4), 0,4 mol etan (C2H6) ve 0,1 mol propan (C3H8) içermektedir.

Toplam basınç 1,7 atm ise gazların kısmi basınçları nedir?

(C:12, H: 1)

sırasıyla 1.6, 0.08 ve 0.02 atm

GAZLARIN KARIŞTIRILMASI

  • Farklı kaplarda bulunan gazlar ortak bir hacimde karıştırıldıklarında son durumdaki niceliklerin hesaplanabilmesi için öncelikle bir tepkime olup olmadığı bilinmelidir.
  • Bir tepkime gerçekleşmiyorsa toplam mol sayısında bir değişme olmaz. Ancak tepkime gerçekleşiyorsa son durumdaki mol sayısı ayrıca hesaplanmalıdır.

Aralarında Tepkime Olmadan Gazların Karıştırılması

Farklı kaplarda bulunan aynı veya birbiri ile tepkime vermeyen farklı gazlar karıştırıldığında;

  • Son mol sayısı, gazların mol sayılarının toplamı olur.
  • Son hacim, gazların karıştıktan sonra kapladığı kabın hacmidir.
  • Sıcaklık, tüm gazlar için ortaktır ve genellikle sabittir.

Şekildeki kaplarda 0,1 atm Ne ve 0,2 atm H2 gazları vardır.

Kaplar arasındaki M mus­luğu açıldığında son ba­sınç kaç atm’dir?

Gazlar birbiri ile tepkime vermediği için mol sayıları değişmez. Kapların sıcaklıkları eşit ve toplam hacim; V = 2V + 3V = 5V olduğuna göre,

PNe.VNe + PH2 .VH2 = Ps.Vs

(0,1.2V) + (0,2.3V) = PS.5V

Ps= 0,16 atm’dir.

Şekildeki kaplar arasındaki muslukların her ikisi de açılarak gazların tamamen karışması sağlanıyor. Son durumda toplam basınç 1 atm oluyor.

Musluklar kapalı iken He gazının basıncı, H2 gazı­nın basıncının 2 katı olduğuna göre;

a) Başlangıçta He ve H2 gazlarının basınçları kaç atm’dir?

b) Son durumda He ve H2 gazlarının kısmi basınçları kaç atm’dir?

a) 2,4 ve 1,2 b) 0,4 ve 0,6

Aralarında Tepkime Olan Gazların Karıştırılması (EKSTRA)

Farklı kaplarda bulunan farklı gazlar birbiri ile karıştırıl­dığında son durumdaki mol sayısı, gazların tepkimeye girme oranlarına göre belirlenir.

  • Mol sayısı yine ideal gaz denkleminden bulunur:

(CO gazının bulunduğu kap 2 litre, O2 gazının bulunduğu kap ise 3 litredir.)

Şekildeki sistemde aradaki musluk açılıp,

CO(g)  +  ½ O2(g) →  CO2(g)

tepkimesi sabit sıcaklıkta tam verimle gerçekleşirse son basınç kaç atm olur?

.                 CO(g)  +  ½ O2(g)   →  CO2(g)

Baş.       12/RT          24/RT              –

Değ.      -12/RT          -6/RT           +12/RT

Son.           –                18/RT            12/RT          ⇒      nSON =30/RT

PSON.VSON=nSON.R.T

P.5=(30/RT).RT

Pson= 6 atm