Examkin

Soru

Zorluk: OrtaGaz Karışımları ve Kısmi Basınç

Sürtünmesiz hareketli bir pistonla kapatılmış kapta 27 ∘C27\ ^\circ\text{C} sıcaklıkta sıvı su, suyun buharı ve helyum (HeHe) gazı dengededir. Bu sıcaklıkta kaptaki toplam basınç 1,1 atm1,1\text{ atm} ve suyun denge buhar basıncı 76 mmHg76\text{ mmHg} olarak ölçülmüştür.

Buna göre, aynı sıcaklıkta piston yardımıyla gaz fazının hacmi yarıya indirildiğinde kaptaki yeni toplam basınç kaç atm\text{atm} olur?
(Sıvı hacmi ve gazların sudaki çözünürlüğü ihmal edilecektir; 1 atm=760 mmHg1\text{ atm} = 760\text{ mmHg})

  1. A
    2,2
  2. B
    2,0
  3. 2,1Cevap
  4. D
    1,44
  5. E
    2,12

Cevap

Kabın hacmi yarıya indirildiğinde kaptaki yeni toplam basınç 2,1 atm2,1\text{ atm} olur.
Toplam basınç 1,1 atm1,1\text{ atm} olup 76 mmHg=0,1 atm76\text{ mmHg} = 0,1\text{ atm} suyun denge buhar basıncı çıkarıldığında helyumun ilk basıncı 1,0 atm1,0\text{ atm} bulunur. Hacim yarıya inince helyumun kısmi basıncı iki katına çıkarak 2,0 atm2,0\text{ atm} olur. Sıcaklık sabit kaldığından suyun buhar basıncı değişmeyerek 0,1 atm0,1\text{ atm} kalır. İki basınç toplandığında son toplam basınç 2,1 atm2,1\text{ atm} olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Suyun denge buhar basıncı değerini atm\text{atm} birimine dönüştürün.
PH2O=76 mmHg760 mmHg/atm=0,1 atmP_{\text{H}_2\text{O}} = \frac{76\text{ mmHg}}{760\text{ mmHg/atm}} = 0,1\text{ atm}
Kaptaki toplam basınç atm\text{atm} cinsinden verildiği için tüm basınç birimlerini aynı cinse getirmek gerekir.
2
Helyum (HeHe) gazının ilk durumdaki kısmi basıncını bulun.
PHe=Ptoplam−PH2O=1,1−0,1=1,0 atmP_{He} = P_{\text{toplam}} - P_{\text{H}_2\text{O}} = 1,1 - 0,1 = 1,0\text{ atm}
Dalton Kısmi Basınçlar Yasası'na göre kaptaki toplam basınç, helyum gazının kısmi basıncı ile suyun buhar basıncının toplamına eşittir.
3
Hacim yarıya indirildiğinde helyum gazının yeni kısmi basıncını Boyle Yasası ile hesaplayın.
PHe,son=1,0 atm×2=2,0 atmP_{He, \text{son}} = 1,0\text{ atm} \times 2 = 2,0\text{ atm}
Sıcaklık ve mol sayısı sabitken ideal bir gazın hacmi yarıya indirilirse basıncı iki katına çıkar.
4
Son durumdaki toplam basıncı hesaplayın.
Ptoplam, son=PHe,son+PH2O=2,0+0,1=2,1 atmP_{\text{toplam, son}} = P_{He, \text{son}} + P_{\text{H}_2\text{O}} = 2,0 + 0,1 = 2,1\text{ atm}
Sabit sıcaklıkta suyun denge buhar basıncı hacim değişiminden etkilenmez ve 0,1 atm0,1\text{ atm} olarak sabit kalır.

Anahtar Kavram

Sıvı üzerinde toplanan gaz karışımlarında hacim değişimi durumunda sadece gaz fazındaki maddelerin kısmi basınçları etkilenir; sıvının denge buhar basıncı sıcaklık sabit kaldığı sürece değişmez.
Bu soruyu puanla

Konular

Gaz Karışımları ve Kısmi Basınç

Bu konudan daha fazla soru