10. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 103-104 Cevapları (Gaz Yasaları ve İdeal Gaz Denklemi) – MEB Yayınları

10. Sınıf Kimya Ders Kitabı Cevapları – MEB Yayınları Sayfa 103

Konu: Gaz Yasaları – İdeal Gaz Denklemleri

Soru 1: 0 °C sıcaklıkta ideal pistonlu bir kapta bulunan C₂H₆ gazına ait basınç–hacim grafiği verilmiştir.

Buna göre kapta kaç gram C₂H₆ gazı bulunmaktadır?
(C: 12 g/mol, H: 1 g/mol)

Cevap: Grafikten basınç 5 atm iken hacim 22,4 L olarak görülmektedir.
Sıcaklık 0 °C = 273 K alınır.
İdeal gaz denklemine göre:

P·V = n·R·T
5·22,4 = n·0,082·273
n = 5 mol

C₂H₆’nın mol kütlesi:
M = (2×12) + (6×1) = 30 g/mol

m = n·M = 5·30 = 150 g

Sonuç: Kapta 150 gram C₂H₆ gazı bulunmaktadır.

Soru 2: Yandaki elastik balonda 1 atm basınçta bir miktar He gazı bulunmaktadır. Balonun en fazla dayanabileceği hacim 67,2 L’dir.

Buna göre sabit sıcaklıkta kaba en fazla kaç gram daha He gazı eklenebilir?
(He: 4 g/mol)

Cevap: İlk durumda hacim 5,6 L, son durumda en fazla 67,2 L olabiliyor.
Sıcaklık ve basınç sabit olduğundan hacim mol sayısı ile doğru orantılıdır (V ∝ n).

n₁ = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol
n₂ = 67,2 / 22,4 = 3 mol
Eklenecek mol sayısı:
nₑₖ = n₂ – n₁ = 3 – 0,25 = 2,75 mol

He’nin mol kütlesi 4 g/mol olduğuna göre:
m = n·M = 2,75·4 = 11 g

Sonuç: Kaba sabit sıcaklıkta en fazla 11 gram He gazı eklenebilir.

Soru 3: Yandaki cam kapta bulunan CO₂ gazının basıncı 1,5 atm’dir. K musluğu açılarak kaba 2 g H₂ gazı ilave ediliyor ve sıcaklık 127 °C’ye çıkarılıyor.

a) Cam kabın hacmi kaç L’dir?
(C: 12 g/mol, O: 16 g/mol)

Cevap: CO₂ kütlesi = 22 g
M(CO₂) = 44 g/mol
n = m / M = 22 / 44 = 0,5 mol

İlk sıcaklık: 27 °C = 300 K
P = 1,5 atm
R = 0,082 L·atm/mol·K

V = n·R·T / P
V = (0,5·0,082·300) / 1,5 = 8,2 L

Sonuç: Kabın hacmi 8,2 L’dir.

b) Son durumda kaptaki basınç kaç atm’dir?
(H: 1 g/mol)

Cevap: Eklenen H₂ gazı: m = 2 g, M = 2 g/mol → n = 1 mol
Toplam gaz mol sayısı: nₜₒₚ = 0,5 + 1 = 1,5 mol

Yeni sıcaklık: 127 °C = 400 K
V = 8,2 L sabit
İdeal gaz denklemine göre:
P = (n·R·T) / V
P = (1,5·0,082·400) / 8,2 ≈ 6 atm

Sonuç: Son durumda kaptaki basınç yaklaşık 6 atm’dir.

10. Sınıf Kimya Ders Kitabı Cevapları – MEB Yayınları Sayfa 104

Soru 4 – STP’de yandaki kapalı kapta 40 g CH₄ gazı bulunmaktadır. Sabit sıcaklıkta kaba bir miktar Ne gazı ilave edilip kabın hacmi 28 L’ye sabitleniyor. Son durumdaki basınç 4 atm olarak ölçülüyor.

a) Kaba kaç g Ne gazı eklenmiştir?

(H: 1 g/mol, C: 12 g/mol, Ne: 20 g/mol)

Cevap: Öncelikle sıcaklık STP olduğundan T = 273 K’dir.

İdeal gaz denklemine göre:
P·V = n·R·T
4·28 = n·0,082·273
n = 5 mol

Kapta başlangıçta yalnızca CH₄ gazı bulunmaktaydı:
n(CH₄) = m / M = 40 / 16 = 2,5 mol

Toplam mol sayısı 5 olduğuna göre, eklenen Ne mol sayısı:
n(Ne) = 5 – 2,5 = 2,5 mol

Ne’nin mol kütlesi 20 g/mol olduğundan:
m = n·M = 2,5·20 = 50 g

Sonuç: Kaba 50 gram Ne gazı eklenmiştir.

b) Kaptaki gaz yoğunluğu ilk durumda d₁, son durumda d₂ ise d₁/d₂ oranı kaçtır?

Cevap: İlk durumda 2,5 mol CH₄ gazı vardır. STP koşullarında 1 mol gaz hacmi 22,4 L olduğundan:
V₁ = 2,5·22,4 = 56 L

İlk yoğunluk: d₁ = m/V = 40 / 56 = 0,714 g/L

Son durumda toplam kütle (CH₄ + Ne):
m₂ = 40 + 50 = 90 g
Hacim: V₂ = 28 L

d₂ = m/V = 90 / 28 = 3,21 g/L

Oran: d₁ / d₂ = 0,714 / 3,21 ≈ 0,22 ≈ 2/9

Sonuç: d₁/d₂ = 2/9

Soru 5 – Yandaki şekilde verilen N₂ gazı ile dolu 82 L’lik bir tüp, 27 °C sıcaklıkta 6 atm basınç yapmaktadır.

Bir hortum yardımıyla tüpün içindeki gazın tamamı dış basıncın 1 atm olduğu bir ortamda bulunan 120 L’lik ideal pistonlu bir kaba aktarılıyor.

Pistonun kaptan fırlamaması için ortamın sıcaklığı en fazla kaç °C olmalıdır?

Cevap: Önce tüpteki madde miktarı bulunur:

T₁ = 27 + 273 = 300 K
P₁·V₁ = n·R·T₁
6·82 = n·0,082·300
n = (492) / (24,6) ≈ 20 mol

Gaz, 120 L’lik kaba aktarıldığında pistonun fırlamaması için içerideki basınç dış basınca (1 atm) eşit olmalıdır.

P₂·V₂ = n·R·T₂
1·120 = 20·0,082·T₂
T₂ = 120 / (1,64) ≈ 73 K

t = T – 273 = 73 – 273 = –200 °C

Sonuç: Pistonun fırlamaması için ortam sıcaklığı en fazla –200 °C olmalıdır.