H2’nin mol kütlesi 2, O2’nin mol kütlesi 32 g/mol’dur. Hız oranı, 32 bölü 2 oranının kareköküdür. H2, O2’den 4 kat hızlı yayılır. Süre oranı bu hızın tersidir.
- İki gazın aynı sıcaklıkta olup olmadığına bak.
- Hız sorusunda, hızını aradığın gazın kütlesini alta yaz.
- Süre sorusunda kütlelerin yerini değiştir.
- Hafif gaz daha hızlı görünmüyorsa oranı ters kurmuşsundur.
Giriş
Graham yasası, hangi gazın daha çabuk yayıldığını söyler. Aynı sıcaklıkta hafif gaz, ağır gazdan daha hızlı gider. Karşılaştırırken iki gazın mol kütlesine bakarsın. Kütleleri düz bölmek yetmez; çıkan oranın karekökünü alırsın.
En anlaşılır örnek hidrojen ve oksijendir. Mol kütleleri 2 ve 32 g/mol’dur. 32 bölü 2 eşittir 16. 16’nın karekökü 4 olduğu için hidrojen, oksijenden dört kat hızlı yayılır.
Bu yazı gazların bütün konusunu yeniden anlatmaz. Basınç ve hacim için ideal gaz denklemi yazısına bakabilirsin. Burada formülü, hız ile sürenin farkını ve çözümlü soruları sırayla göreceksin. Soruda hız mı, süre mi, yoksa alınan yol mu istendiğini ayırman gerekir.
Sayılar okul kitabında kullanılan değerlerdir ve aynı sıcaklık içindir. Basıncın da aynı olduğu kabul edilir. Balonun lastikten sönmesi bu hesapla tek başına açıklanmaz. Onu balon neden zamanla söner yazısında okuyabilirsin.
- Yayılma hızı: Gazın ne kadar çabuk ilerlediğidir. Bazen aldığı yolla, bazen küçük delikten çıkan miktarla ölçülür.
- Mol kütlesi: Bir mol gazın gram cinsinden kütlesidir. Hidrojen gazı 2, oksijen gazı 32 g/mol’dur.
- Efüzyon: Gazın iğne deliği gibi küçük bir açıklıktan çıkmasıdır.
- Difüzyon: Bir gazın başka bir gazın içinde dağılmasıdır. Parfümün odaya yayılması buna örnektir.
Graham Difüzyon Yasası Formülü Nedir?
Graham difüzyon yasası formülü nedir? Aynı sıcaklıkta hafif gaz daha hızlı yayılır. Hızını merak ettiğin gazın kütlesi karekökün altında kalır. Öbür gazın kütlesi üste yazılır.
Hidrojenin oksijene göre hızını soruyorsan 32 üstte, 2 altta yazılır. Bunu r1 / r2 = √(M2 / M1) diye de yazabilirsin. r harfi hızı, M harfi mol kütlesini gösterir. Bir numaralı gaz, hızını aradığın gazdır.
Aynı sıcaklıkta gazların ortalama kinetik enerjisi eşittir. Bu yüzden hafif tanecik daha hızlı gider. Graham formülü, bu fikrin iki gaz için yazılmış halidir.
Hidrojen gazı H2 diye alınır. Mol kütlesi 1 değil, 2 g/mol’dur.
Oksijen gazı O2 diye alınır. Mol kütlesi 16 değil, 32 g/mol’dur. Helyum tek atomludur ve 4 g/mol yazılır.
Sıcaklıklar aynı değilse hesaba Kelvin cinsinden sıcaklık da girer. Oran r1 / r2 = √(T1 · M2 / (T2 · M1)) biçiminde kurulur. Soru aynı sıcaklık diyorsa sıcaklıklar birbirini götürür ve yalnız mol kütlesi kalır.
Aynı gazın Kelvin sıcaklığı iki katına çıkarsa mol kütlesi değişmez. Hız oranı, sıcaklık oranının kareköküne eşittir. 300 K’den 600 K’ye geçince hız, önceki hızın yaklaşık 1,41 katı olur.
Aşağıdaki tablo, hız, süre, yol ve yoğunluk sorularında kütlenin nereye yazılacağını ayırır.
| Sorulan | Doğru kurulum | Kısa not |
|---|---|---|
| Hız | Hızını sorduğun gazın kütlesi altta kalır | Hafif gaz daha hızlıdır |
| Süre | Süresini sorduğun gazın kütlesi üste yazılır | Süre, hızın tersidir |
| Yol | Aynı sürede alınan yol, hızla orantılıdır | Hafif gaz daha uzağa gider |
| Yoğunluk | Yoğunluk, mol kütlesinin yerine aynı şekilde yazılır | Yoğun gaz daha yavaştır |
Mol kütlelerini formülde karıştırmamak için Periyodik Tablo ile atom kütlelerini kontrol edebilirsin. Basınç ve hacim hesabı için Gaz Yasaları Hesaplayıcı ayrı bir araçtır.
Difüzyon ve Efüzyon Aynı Formül mü?
Difüzyon ve efüzyon aynı formül mü? Sınavda ikisine de aynı karekök oranını yazarsın. Olayların kendisi ise aynı değildir.
Difüzyon, bir gazın başka bir gazın içinde dağılmasıdır. Parfümün odaya yayılması buna örnektir. Efüzyon, gazın iğne deliği gibi küçük bir açıklıktan çıkmasıdır. Formül önce bu delik için kurulmuştur.
Gerçek yayılmada gaz, yolundaki başka taneciklere de çarpar. Soru bunu ayrıca hesaplatmaz. Senden yine mol kütlesinin karekökünü ister.
Lateks balon bu iki olaydan ayrıdır. Gaz lastiğe çözünür, lastiğin içinden geçer ve dışarı çıkar. Bu hız yalnız mol kütlesine bağlı değildir.
Ayrıntıyı balon neden zamanla söner yazısında bulabilirsin. Hücre zarındaki geçiş ise osmoz ve difüzyon farkı konusudur.
Hız, Süre ve Alınan Yol Nasıl Kurulur?
Hız, süre ve alınan yol nasıl kurulur? Üçü de mol kütlesine bakar. Kütlenin üstte mi altta mı yazılacağı, sorunun neyi ölçtüğüne göre değişir.
Hız sorusunda, hızını aradığın gazın kütlesi alta yazılır. Hidrojenin oksijene göre hızı, 32 bölü 2 oranının kareköküdür ve 4 olur. Mol kütlesi küçük olan daha hızlıdır.
Aynı yolu hangisi daha çabuk alır diye sorulursa süre, hızın tersidir. t1 / t2 = √(M1 / M2). Hızlı olan daha kısa sürede varır. Hız oranını süre yerine kopyalamak en sık hatadır.
Aynı sıcaklık ve basınçta eşit hacim, eşit mol sayısı demektir. Kaplar bu koşullarda eşit doluysa içlerindeki mol sayısı aynıdır. Süre karşılaştırması bu kabulle kurulur.
Aynı süre verilmişse alınan yol, hızla orantılıdır. Hafif gaz aynı sürede daha uzun yol gider. Amonyak ve HCl deneyinde beyaz halka bu yüzden HCl pamuğuna daha yakın oluşur.
Aynı sıcaklık ve basınçta yoğun gaz, mol kütlesi büyük gaz gibi davranır. Hız oranı r1 / r2 = √(d2 / d1) diye yazılır. Burada d harfi yoğunluğu gösterir.
Yoğunluğu dört kat büyük olan gaz, diğerinin yarısı hızla yayılır. Dört sayısının karekökü 2’dir. Oran ters kurulduğu için hız yarıya iner.
Aşağıdaki tablo, sık sorulan üç gaz çiftinde hangisinin daha hızlı yayıldığını ve mol kütlelerini gösterir.
| Çift | Hız karşılaştırması | Mol kütlesi |
|---|---|---|
| H2 ve O2 | Hidrojen, oksijenden dört kat hızlı yayılır | 2 ve 32 |
| He ve CH4 | Helyum, metandan iki kat hızlı yayılır | 4 ve 16 |
| NH3 ve HCl | Amonyak, HCl’den daha hızlı yayılır | 17 ve 36,5 |
Graham Yasası Soru Çözümleri
H2 mi, O2 mi daha hızlı yayılır?
Aynı sıcaklıkta hidrojen ve oksijen karşılaştırılıyor. Mol kütleleri 2 ve 32 g/mol’dur. Hidrojenin hızını aradığın için 32 üstte, 2 altta yazılır.
rH2 / rO2 = √(32 / 2) = √16 = 4. Hidrojen, oksijenden dört kat hızlı yayılır. Soru yalnız hangisi hızlı diye soruyorsa en küçük mol kütlesini seçmen yeter. Kaç kat hızlı diye soruyorsa karekökü açarsın.
Aynı yolu hangisi daha kısa sürede alır?
Oksijen, belli bir miktar için 8 dakikada küçük delikten çıkıyor. Aynı koşullarda hidrojen kaç dakikada çıkar?
Hidrojen daha hafif olduğu için daha çabuk çıkar. Süre oranı tH2 / tO2 = √(2 / 32) = 1 / 4 olur. Hidrojenin süresi 8’in dörtte biri, yani 2 dakikadır.
Mol kütlesi bilinmeyen gaz nasıl bulunur?
Helyum aynı koşullarda 2 dakikada çıkıyor. X gazı aynı miktar için 4 dakika sürüyor. X’in mol kütlesi kaçtır?
Süre iki katına çıkmışsa X, helyumdan yavaştır ve daha ağırdır. tX / tHe = 4 / 2 = 2 = √(MX / 4).
Karekökü kaldırmak için iki tarafın karesini alırsın. 4 = MX / 4 olur ve MX = 16 g/mol çıkar. Bu değer metanla uyumludur. Soru gazın adını istemiyorsa 16 g/mol yazman yeter.
Amonyak ve HCl halkası nerede oluşur?
Cam borunun iki ucuna amonyak ve hidrojen klorür emdirilmiş pamuk konur. Gazlar borunun içinde birbirine doğru ilerler. Karşılaşınca beyaz bir katı, amonyum klorür oluşur.
Mol kütleleri 17 ve 36,5 g/mol’dur. Yol oranı, 36,5 bölü 17 oranının kareköküdür ve yaklaşık 1,47 çıkar. 100 cm’lik boruda amonyak yaklaşık 59 cm, HCl yaklaşık 41 cm yol alır.
Halka, HCl pamuğuna daha yakın görünür. İkisi aynı anda çıktığı için hızlı olan, yavaş olanın tarafına daha çok yaklaşır.
Aynı sıcaklıkta yayılma hızı en yüksek olan hangisidir?
- A) Karbon dioksit (CO2, 44 g/mol)
- B) Oksijen (O2, 32 g/mol)
- C) Azot (N2, 28 g/mol)
- D) Hidrojen (H2, 2 g/mol)
Çözüm: Dördü de aynı sıcaklıktadır. En hafif gaz en hızlı yayılır. Karekök açmana gerek yoktur. Cevap hidrojendir, yani D seçeneğidir.
Sık Karışan Tuzaklar
Aynı hatalar farklı sorularda tekrar eder. Aşağıdaki tablo, her hatanın doğru karşılığını gösterir.
En sık hata, karekökü atıp kütleleri düz oranlamaktır. İkinci hata, süre sorusuna hız oranını olduğu gibi yazmaktır. Üçüncü hata, oksijen gazına 16 g/mol yazmaktır. O2 için 32 g/mol kullanılır.
| Tuzak | Doğru okuma | Kısa not |
|---|---|---|
| Karekök unutulur | Karekök atlanırsa oran yanlış çıkar | Kütleler düz bölünmez |
| Süre, hız sanılır | Süre sorusunda kütlelerin yeri değişir | Hız oranı kopyalanmaz |
| Oksijen 16 sanılır | Oksijen gazı O2’dir, 32 g/mol yazılır | Atom kütlesi tek başına yetmez |
| Sıcaklık atlanır | Farklı sıcaklıkta Kelvin de hesaba girer | Yalnız kütleye bakılmaz |
| Balon da aynı sanılır | Lastikten çıkış yalnız kütleye bağlı değildir | Ayrı bir olaydır |
Formül, aynı sıcaklıktaki gaz karşılaştırması için sadeleştirilmiştir. Mol kütleleri okul kitabında kullanılan değerlerdir. Müfredat ve sınav kapsamı için MEB ve ÖSYM kaynaklarına uyulmuştur. Efüzyon modeli için OpenStax Chemistry efüzyon bölümü de okunabilir.
Bu yazıdan çıkarılacak 3 ana nokta:
- Aynı sıcaklıkta hafif gaz daha hızlı yayılır. Hız, mol kütlesinin kareköküyle ters orantılıdır.
- H2, O2’den 4 kat hızlı yayılır. Aynı yolu alma süresi bu hızın tersidir.
- Hız, süre ve alınan yol ayrı ayrı kurulur. Lastik balon ve hücre zarı bu hesabın dışındadır.
Özetle: Aynı sıcaklıkta yayılma hızı, mol kütlesinin kareköküyle ters orantılıdır. H2’nin mol kütlesi 2, O2’nin mol kütlesi 32 g/mol’dur ve H2, O2’den 4 kat hızlı yayılır. Süre oranı bu hızın tersidir.
Sonuç
Graham difüzyon yasası sorusunda önce iki gazın aynı sıcaklıkta olup olmadığına bak. Sonra hız mı, süre mi, yoksa alınan yol mu istendiğini ayır. Kütleyi doğru tarafa yazdıktan sonra karekökü al.
Basınç ve hacim için ideal gaz denklemi yazısını, lastikten çıkış için balon neden zamanla söner yazısını birlikte okuyabilirsin. Gaz tekrarını soru sırasına oturtmak istersen AYT Kimya Çalışma Sahası’nı kullanabilirsin.
Gaz formüllerini düzenli tekrar etmek istiyorsan Ferrum paketlerine bakabilirsin.
Sıkça Sorulan Sorular
H2 mi, O2 mi daha hızlı yayılır?
H2 daha hızlı yayılır. Aynı sıcaklıkta mol kütleleri 2 ve 32 g/mol’dur. Hız oranı, 32 bölü 2 oranının kareköküdür ve 4 çıkar. Süre sorusunda bu oran ters çevrilir.
Difüzyon ile efüzyon aynı formül mü?
YKS düzeyinde ikisine de aynı oran yazılır. Difüzyon, gazın başka bir gaz içinde dağılmasıdır. Efüzyon, gazın küçük bir delikten çıkmasıdır. Lateks balonun sönmesi bu iki olaydan ayrıdır; gaz lastiğin içinden geçer.
Yayılma süresi neden hızın tersidir?
Aynı yol için hız büyükse süre kısalır. Bu yüzden süre oranı, hız oranının tersidir. Hız sorusunda, hızını aradığın gazın kütlesi karekökün altında kalır. Süre sorusunda o gazın kendi kütlesi üste yazılır.
Efüzyon süresi iki katına çıkarsa mol kütlesi kaç olur?
Helyum aynı koşullarda 2 dakikada, bilinmeyen gaz 4 dakikada çıkıyorsa mol kütlesi 16 g/mol olur. Süre iki katına çıkınca kütlelerin oranı 4 olur. Helyum 4 g/mol olduğundan sonuç 16 g/mol çıkar. Bu değer metanla uyumludur.
Amonyak ve HCl deneyinde beyaz halka nerede oluşur?
Halka, HCl pamuğuna daha yakın oluşur. Amonyak daha hafiftir ve aynı sürede daha uzun yol gider. 100 cm’lik boruda amonyak yaklaşık 59 cm, HCl yaklaşık 41 cm yol alır. Beyaz katı amonyum klorürdür.
Yakup Demir
Ferrum · Kimya Öğretmeni ve YKS Kimya İçerik Yazarı
Ferrum kitapları yazarı ve YKS kimya içerikleri üzerinde çalışır. YKS kimya müfredatı, TYT ve AYT konu anlatımı videoları, soru dağılımı ve sınav stratejisi üzerine kısa, veri odaklı rehberler hazırlar.
