Aynı sıcaklıktaki CO2 ve N2O gazları şekildeki 160 cm’lik bir borunun iki ucundan aynı anda gönderiliyor. Buna göre gazların ilk karşılaşmaları, N2O ’in gönderildiği uçtan kaç cm uzakta gerçekleşir? (C: 12 g/mol, N: 14 g/mol, O: 16 g/mol)

Question

Answer 1

Soruyu Anlama

Soruda, eşit sıcaklıktaki iki farklı gazın (CO2 ve N2O) aynı uzunluktaki bir borunun zıt uçlarından aynı anda bırakılması ve bu gazların ilk karşılaşma noktasının bulunması isteniyor.

Çözüm İçin Gerekli Bilgi

• Graham'ın Difüzyon Yasası: Sabit sıcaklıkta, bir gazın difüzyon hızı, o gazın molar kütlesinin karekökü ile ters orantılıdır. Yani, molar kütlesi küçük olan gaz daha hızlı yayılır.

Çözüm

1. Molar Kütle Hesaplaması:

   • CO2: 12 + 16*2 = 44 g/mol
   • N2O: 14*2 + 16 = 44 g/mol

2. Difüzyon Hızlarının Karşılaştırılması: İki gazın molar kütleleri eşit olduğu için, Graham'ın Yasası gereği difüzyon hızları da eşit olacaktır.

3. Karşılaşma Noktası: Eğer iki gazın difüzyon hızları eşitse ve aynı anda zıt yönlerden hareket etmeye başlamışlarsa, tam olarak borunun ortasında karşılaşacaklardır.

4. Sonuç: Boru 160 cm olduğuna göre, gazlar ilk olarak 160 cm / 2 = 80 cm uzaklıkta karşılaşacaktır.

Cevap

N2O gazının gönderildiği uçtan 80 cm uzaklıkta gazlar ilk kez karşılaşır.

Ek Açıklama

• Neden Tam Ortada Karşılaşırlar? Düşünelim ki bir yarış pistinde iki eşit hızdaki koşucu zıt uçlardan aynı anda başlıyor. Eğer koşucular aynı hızla koşarlarsa, tam pistin ortasında karşılaşacaklardır. Gaz molekülleri de tıpkı bu koşucular gibi hareket eder.
• Diğer Durumlar: Eğer gazların molar kütleleri farklı olsaydı, daha hızlı hareket eden gaz daha kısa sürede borunun ortasına ulaşacak ve diğer gazla farklı bir noktada karşılaşacaktı.