Online Kolej
Kayıt Ol

10. Sınıf Kimya · Ünite 1

Gazların Özgürlük Dansı: Difüzyon ve Efüzyon

Gazların farklı ortamlardaki yayılma ve sızma davranışlarını, Graham Yasasını ve bu durumların günlük hayattaki ilginç karşılıklarını keşfedin.

Kazanım KİM.10.1.11 · 40 dk okuma

Hayatın İçinden Bir Koku Serüveni

Evin bir köşesinde sıkılan parfümün kokusunun kısa sürede tüm odayı sarması veya mutfakta pişen yemeğin nefis kokusunun salona kadar gelmesi hiç dikkatinizi çekti mi? Katı veya sıvıların aksine, gaz molekülleri sürekli ve rastgele hareket halindedir. Aralarındaki boşluklar çok fazla olduğu için birbirlerinin içinden geçerek kolayca yayılabilirler. Gazların bu hareket yeteneğinin günlük hayatımızda pek çok ilginç ve kritik sonucu vardır. Gelin, gazların bu yolculuğunu bilimsel bir gözle inceleyelim.

Difüzyon ve Efüzyon: Farkı Nedir?

Bir gazın, başka bir gaz (örneğin havadaki oksijen ve azot) molekülleri arasında yayılarak homojen şekilde dağılmasına 'difüzyon (yayılma)' denir. Parfüm kokusunun odada dağılması tam olarak bir difüzyon örneğidir. Öte yandan, kapalı bir kaptaki gazın çok küçük (mikroskobik) bir delikten boşluğa veya daha düşük basınçlı bir ortama sızmasına ise 'efüzyon (dışa akma)' adı verilir. Lunaparktan aldığınız uçan balonların (helyum dolu) ertesi gün buruşup sönmesi efüzyon sonucudur; gaz molekülleri balon yüzeyindeki gözle görülmeyen gözeneklerden dışarı kaçar.

Graham Difüzyon Yasası: Kim Daha Hızlı?

Peki bütün gaz molekülleri aynı hızda mı koşar? İskoç kimyacı Thomas Graham, gazların yayılma hızının molekül kütlelerinin karekökü ile ters orantılı olduğunu bulmuştur. Kısacası, molekül kütlesi küçük olan (hafif) gaz daha hızlı yayılırken, ağır olan gaz yavaş kalır. Aynı zamanda, gazın sıcaklığı arttıkça sahip olduğu kinetik enerji artacağından, sıcaklık da yayılma hızını olumlu etkiler.

v1v2=M2M1⋅T1T2\frac{v_1}{v_2} = \sqrt{\frac{M_2}{M_1}} \cdot \sqrt{\frac{T_1}{T_2}}

Kendi Deneyimizi Tasarlayalım

Gazların yayılma hızını gözlemlemek için klasik bir cam boru deneyi tasarlayabiliriz. İki ucu açık uzun yatay bir cam borunun bir ucuna Amonyak (NH3) gazı çıkaracak bir pamuk, diğer ucuna Hidroklorik asit (HCl) gazı çıkaracak bir pamuk yerleştirelim. NH3 gazının mol kütlesi 17 g/mol, HCl gazının mol kütlesi ise 36,5 g/mol'dür. Aynı anda borunun iki ucundan serbest bırakılan bu gazlar birbirine doğru hareket edecektir.

NH3(g)HCl(g)Beyaz Halka (Buluşma Noktası)Hafif ve Hızlı Gaz ->><<- Ağır ve Yavaş Gaz

Amonyak gazı HCl'ye göre çok daha hafif olduğu için daha hızlı yol alacaktır. Bu yüzden iki gaz cam borunun tam ortasında değil, ağır ve yavaş olan HCl'ye daha yakın bir noktada buluşurlar. Karşılaştıkları anda tepkimeye girerek amonyum klorür tuzu oluştururlar ve borunun o noktasında gözle görülebilir, belirgin bir beyaz duman halkası meydana gelir.

Deney Sonuçlarının Günlük Hayata Yansıması

Efüzyon ve difüzyon prensipleri hayatımızın birçok yerinde karşımıza çıkar. Evlerimizde kullandığımız doğalgaz aslında kokusuzdur. Ancak olası bir kaçak durumunda gazın varlığını anlayabilmemiz için içerisine bilerek kötü kokulu ve çok hızlı yayılan (küçük kütleli) bileşikler eklenir. Difüzyon mekanizması sayesinde bu koku sızıntı anında çabucak burnumuza ulaşır ve bizi uyarır. Yine, arabaların lastiklerinin veya bisiklet tekerleklerinin zamanla yavaşça inmesi de içerideki hava moleküllerinin mikroskobik gözeneklerden efüzyona uğramasının bir sonucudur.

auto_awesome

Gazların Özgürlük Dansı: Difüzyon ve Efüzyon: Alıştırma Soruları

  1. 1. Bir odanın köşesine bırakılan naftalinin kokusunun zamanla tüm odadan hissedilebilmesi olayı aşağıdakilerden hangisi ile açıklanır?

    • A) Efüzyon
    • B) Yoğuşma
    • C) Difüzyon
    • D) Çökelme
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) Difüzyon

    Bir gazın (burada naftalin buharlarının) oda havası gibi başka bir gaz ortamı içinde yayılarak dağılması olayına difüzyon adı verilir.

  2. 2. Graham Difüzyon Yasası'na göre gazların yayılma hızı ile mol kütleleri arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

    • A) Gazın mol kütlesi arttıkça yayılma hızı da artar.
    • B) Gazın mol kütlesi arttıkça yayılma hızı azalır.
    • C) Yayılma hızı gazın mol kütlesinden bağımsızdır.
    • D) Ağır gazlar hafif gazlara göre daima daha hızlı yayılır.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) Gazın mol kütlesi arttıkça yayılma hızı azalır.

    Graham Yasası'na göre gazların difüzyon hızı, mol kütlelerinin karekökü ile ters orantılıdır. Yani gaz ağırlaştıkça (mol kütlesi arttıkça) yayılma hızı düşer.

  3. 3. Aynı sıcaklıktaki CH4 (Metan) gazının mol kütlesi 16 g/mol, SO2 (Kükürt dioksit) gazının mol kütlesi ise 64 g/mol'dür. Buna göre metan gazının yayılma hızı, kükürt dioksit gazının yayılma hızının kaç katıdır?

    • A) 0.25
    • B) 0.5
    • C) 2
    • D) 4
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) 2

    Hızlar oranı mol kütleleri oranının karekökü ile ters orantılıdır. v(CH4) / v(SO2) = √(64 / 16) = √4 = 2. CH4 daha hafif olduğu için SO2'den 2 kat daha hızlıdır.

  4. 4. Eşit hacimlerde şişirilmiş özdeş iki balondan birine Helyum (He = 4 g/mol), diğerine Azot (N2 = 28 g/mol) gazı doldurulmuştur. Aynı ortamda bırakılan bu balonlar için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

    • A) Azot gazı dolu balon daha kısa sürede söner.
    • B) İki balonun da inme süresi tamamen aynıdır.
    • C) Helyum gazı molekülleri balonun gözeneklerinden daha hızlı efüzyona uğrar.
    • D) Helyum balonunun daha uzun süre şişkin kalması beklenir.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) Helyum gazı molekülleri balonun gözeneklerinden daha hızlı efüzyona uğrar.

    Helyumun mol kütlesi (4) Azot'a (28) göre daha küçüktür. Daha hafif olan He gazı balonun çeperlerinden dışarıya (efüzyon) daha hızlı sızar ve balon daha çabuk söner.

  5. 5. Aynı sıcaklıkta, uzun ve yatay bir cam borunun iki ucundan aynı anda bırakılan X ve Y gazları, borunun tam ortasında değil, Y gazının bırakıldığı uca daha yakın bir noktada karşılaşıyorlar. Buna göre bu gazlarla ilgili hangi yorum kesinlikle yapılabilir?

    • A) Y gazının mol kütlesi X gazınınkinden daha küçüktür.
    • B) X gazının mol kütlesi Y gazınınkinden daha küçüktür.
    • C) Y gazının sıcaklığı X gazından daha yüksektir.
    • D) İki gazın molekül kütleleri eşittir.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) X gazının mol kütlesi Y gazınınkinden daha küçüktür.

    Gazlar Y gazının bırakıldığı uca daha yakın karşılaştıklarına göre, X gazı aynı sürede daha fazla yol almıştır. Bu durum X gazının Y gazından daha hızlı olduğunu gösterir. Aynı sıcaklıkta daha hızlı olan gazın mol kütlesi daha küçüktür.

1 soru daha seni bekliyor

Ücretsiz kaydol; Gazların Özgürlük Dansı: Difüzyon ve Efüzyon testini puanlı çöz, XP kazan ve takıldığın yeri yapay zeka öğretmenine sor.

Ücretsiz Kaydol