Question

400 mL Ne gazının küçük bir delikten 40 saniyede tamamen efüzlendiği koşullarda, 800 mL SO₃ gazı aynı delikten kaç saniyede efüzlenir? (O: 16 g/mol, Ne: 20 g/mol, S: 32 g/mol)

Answer 1

Efüzyon Hızı ve Graham Yasası

Problem: 400 mL Neon gazının 40 saniyede efüzlendiği bir durumda, aynı koşullarda 800 mL Sülfür trioksit (SO₃) gazının efüzyon süresini bulmak.

Çözüm:

Bu soruyu çözmek için Graham Yasası'nı kullanacağız. Graham Yasası, sabit sıcaklık ve basınç altında, bir gazın efüzyon hızının (veya efüzyon süresinin) o gazın molar kütlesinin kareköküyle ters orantılı olduğunu belirtir.

Graham Yasası:

(v₁ / v₂) = √(M₂ / M₁)

Burada:

• v₁ ve v₂: Sırasıyla 1. ve 2. gazların efüzyon hızları
• M₁ ve M₂: Sırasıyla 1. ve 2. gazların molar kütleleri

Verilenler:

• Gaz 1: Neon (Ne)
  • Hacim: 400 mL
  • Efüzyon süresi: 40 saniye
  • Molar kütle (M₁): 20 g/mol
• Gaz 2: Sülfür trioksit (SO₃)
  • Hacim: 800 mL
  • Molar kütle (M₂): 32+3*16 = 80 g/mol

Efüzyon hızı ve süre arasındaki ilişki: Efüzyon hızı, birim zamanda efüzlenen gazın miktarıdır. Yani, efüzyon süresi arttıkça, efüzyon hızı azalır. Bu nedenle, efüzyon hızları oranı, efüzyon sürelerinin oranının tersine eşittir.

(v₁ / v₂) = (t₂ / t₁)

Burada t₁ ve t₂ sırasıyla 1. ve 2. gazların efüzyon süreleridir.

Denklemleri birleştirerek:

(t₂ / t₁) = √(M₂ / M₁)

Verileri yerine koyarak:

(t₂ / 40 saniye) = √(80 g/mol / 20 g/mol)

(t₂ / 40 saniye) = √4

t₂ = 40 saniye * 2

t₂ = 80 saniye

Sonuç:

800 mL Sülfür trioksit gazı, aynı koşullarda 400 mL Neon gazının efüzlendiği delikten 80 saniyede efüzlenir.

Neden bu sonuç? Sülfür trioksit gazının molar kütlesi, Neon gazının molar kütlesinin 4 katıdır. Graham Yasası'na göre, daha ağır olan gazlar daha yavaş efüzlenir. Bu nedenle, Sülfür trioksit gazının efüzyon süresi, Neon gazının efüzyon süresinin 2 katıdır.