Gazların Özellikleri

GAZLAR
Gazların Özellikleri:Gazların davranışının anlaşılması aynı zamanda modern kimyanın da temel konularından biridir. Avagadro ilkesine göre bir gazın hacmini ölçmek,bu hacimde bulunan molekülleri saymak demektir ki böyle ölçmelerin önemini ne kadar belirtsek azdır. Üstelik endüstride kullanılan element ve bileşiklerin çoğu kullanılma şartlarında gaz halindedir. Gazların pratik ve tarihsel önemi yanında, bunlar üzerinde bu kadar durmamızın bir başka nedeni de vardır. Kimyacının işi yığın halinde bulunan madde ile bunun molekülleri arasında bir bağıntı kurmaktır. Gazların kinetik teorisi, makroskobik olayların , moleküllerin davranışı cinsinden açıklanmasına en güzel örneklerden birini teşkil eder. Gazların,içinde bulundukların kabın çeperlerine çarpan büyük sayıda taneciklerden yapılmış olduğu düşünülerek, matematik işlemlerle Boyle kanunu çıkarılabilir ve sıcaklık kavramı daha iyi anlaşılabilir. Gazların Boyle kanununa niçin tam anlamıyla uymadıklarını, araştırırken, moleküllerin büyüklükleri ve bunların birbiri üzerine etkiyen kuvvetleri konusunda pek çok şey öğrenebiliriz. Böylece maddenin en basit halini incelemek bizi fiziksel bilimlerin en evrensel bazı kavramları ile karşı karşıya bırakır.
Gaz Kanunları
Genel olarak katı,sıvı ya da gaz, herhangi bir maddenin hacmi, sıcaklığına ve üzerine etkiyen basınca bağlıdır. Belli bir miktarda maddenin hacmi ile basınç ve sıcaklık değerleri arasında matematik bir bağıntı vardır; bu matematik bağıntıya hal denklemi denir ve sembolik olarak
V=V(T,P,n)
Şeklinde gösterilir. Bunun anlamı şudur:V sıcaklık, basınç ve maddenin mol sayısının bir fonksiyonudur. Sıvı ve katılar için hal denklemi çok karmaşık bir matematik ifade olabildiği gibi maddeden maddeye de değişebilir. Fakat gazların hal denklemleri, gaz halindeki her çeşit madde için hemen hemen aynı kalır. İleride bu basitliğin gaz moleküllerinin aslında birbirinden bağımsız hareket etmesinden ileri geldiğini, bunun bir sonucu olarak da moleküllerin ayrıntılı yapısının, bir bütün olarak gaz davranışına büyük ölçüde etki etmediğini göreceğiz. Fakat biz şimdilik gazların hal denklemini saptamağa ve ifade etmeğe çalışalım.
Gazlar için bir denklemin saptanması ister istenmez bir gazın içinde bulunduğu kabın çeperlerine yaptığı basıncın, yani yüzey birimine uyguladığı kuvvetin ölçülmesini içerir. Genellikle gaz basıncı, birim yüzeye uygulanan kuvvet cinsinden değil de, atmosfer ya da milimetre cıva birimleriyle ifade edilir. Daha temel bir birim olan yüzey birimine uygulanan kuvvetle atmosfer ve milimetre birimleri arasında bir bağıntı kurabilmek için yalnızca basıncın denel olarak nasıl ölçüldüğünü bilmeliyiz.
Boyle Kanunu
Belirli sıcaklıkta, belirli bir miktar gazın basıncı ile hacmi arasındaki matematiksel bağıntı 1662 de Robert Boyle tarafından bulunmuştu. Boyle, belirli bir miktar gazın hacmi ile basıncının çarpımının yaklaşık olarak sabit kaldığını buldu. Bundan başka basınç sabitken gaz ısıtıldığında hacminin genişlediğinin de farkına vardı; fakat,belki de o zamanlar sıcaklığın henüz kesin bir tanımı yapılmamış olduğundan,bu olayın üzerinde fazla durmadı. Boyle'un sıcaklığın bir gaz üzerindeki nitel etkisi konusundaki gözlemi süphesiz önemliydi,zira basınç-hacim bağıntısıyla ilgili tayinlerin anlamlı olabilmesi için,deney sırasında çevre sıcaklığının sabit tutulması gerektiğini gösteriyor.
Charles ve Gay-Lussac Kanunu
Sabit basınçta bir gazın hacmi ile sıcaklığı arasındaki matematiksel bağıntı Charles, Gay-Lussac Kanunu olarak bilinir ve
V=V0(1+&t)
şeklinde yazılır. Burada ve V sabit basınçta belli miktardaki gazın hacmi, V0 aynı gazın aynı basınç ve 0 C(santigrad) da işgal ettiği hacim, & bütün gazlar için değeri yaklaşık 1/273 olan bir sabit,t ise santigrad cinsinden sıcaklıktır. Bu eşitlik bize bir gazın hacminin,sıcaklığı ile doğrusal olarak arttığını söylemektedir. Bunu denel bir gerçek olarak ifade edebilmek için her şeyden önce sıcaklığın ölçülebileceği bilmemiz gerekir.