5.7 : Kinetik Moleküler Teori ve Gaz Yasaları

Kinetik moleküler teorinin (KMT) ve postülatlarının testi, bir gazın davranışını açıklama ve tanımlama yeteneğidir. Çeşitli gaz yasaları (Boyle, Charles, Gay-Lussac, Avogadro ve Dalton yasaları), kimyagerlerin teorinin varsayımlarının gaz moleküllerinin özelliklerini doğru bir şekilde temsil ettiğine inanmalarına neden olan KMT varsayımlarından türetilebilir.

Kinetik Moleküler Teori Gazların Davranışını Açıklar

Gaz basıncının hızla hareket eden gaz molekülleri tarafından uygulandığını ve doğrudan birim zaman başına duvarın birim alanına çarpan molekül sayısına bağlı olduğunu hatırlatan KMT, bir gazın davranışını kavramsal olarak şöyle açıklar:

• Gay-Lussac yasası: Sıcaklık artarsa, gaz moleküllerinin ortalama hızı ve kinetik enerjisi artar. Hacim sabit tutulursa, gaz moleküllerinin artan hızı, kabın duvarları ile daha sık ve daha kuvvetli çarpışmalara neden olur, bu nedenle basıncı arttırır. Bu aynı zamanda Amontons Yasası olarak da bilinir.
• Bir gazın sıcaklığının artması durumunda, sabit basınç sadece gaz tarafından işgal edilen hacim artarsa korunabilir. Bu, moleküllerin konteyner duvarlarına ulaşmak için kat ettiği ortalama mesafelerin artmasına ve duvar yüzey alanının artmasına neden olacaktır. Bu koşullar, hem molekül-duvar çarpışmalarının sıklığını hem de birim alan başına çarpışma sayısını azaltacaktır, bunun birleşik etkileri, daha yüksek sıcaklıktaki daha büyük kinetik enerjiye bağlı olarak artan çarpışma kuvvetlerinin etkisini dengeleyecektir.
• Boyle yasası: Gaz hacmi azalırsa, konteyner duvar alanı azalır ve molekül-duvar çarpışma frekansı artar, her ikisi de gazın uyguladığı basıncı arttırır.
• Avogadro yasası: Sabit basınç ve sıcaklıkta, molekül-duvar çarpışmalarının sıklığı ve kuvveti sabittir. Bu koşullar altında, gaz halindeki moleküllerin sayısının arttırılması, artan çarpışma sıklığını telafi etmek için birim alan başına çarpışma sayısında bir azalma sağlamak için konteyner hacminde orantılı bir artış gerektirecektir.
• Dalton yasası: aralarındaki büyük mesafeler nedeniyle, karışımdaki bir gazın molekülleri, diğer gazların mevcut olup olmadığına bakılmaksızın, konteyner duvarlarına aynı frekansta çarpar ve bir gaz karışımının toplam basıncı, bireysel gazların (kısmi) basınçlarının toplamına eşittir.

Bu metin bu kaynaktan uyurlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 9.5: The Kinetic-Molecular Theory.