GAZLARIN DİFÜZYONU

GAZLARIN DİFÜZYONU DENEYİ

Amaç: Oda koşullarında sabit sıcaklık ve basınçta gazların difüzyonunu incelemek, teori ile uygunluğunu gözlemlemek.

Deneyde Kullanılan Maddeler ve Malzemeler:Derişik amonyak, NH3, Derişik didroklorik asit, HCl Damlalık (2 adet), Cam kalemi, Cam boru (1,5-2,5 cm çapında 40-50 cm boyunda) Spor ve kıskaç
mantar veya lastik tıpa (2 adet cam boru ağzına uygun), Pamuk ,Cetvel, Eldiven ve pens

Teorik Bilgi: Difüzyon (yayılma): Gaz molekülleri birbiriyle sık sık çarpıştığı için devamlı yön değiştirir ve bu yüzden zikzak hareketi yaparlar. Bir gaz molekülünün belirli yöndeki net hızı ortalama hızına bağlıdır.İki veya daha fazla gaz, sıcaklık (Ek) ve (Molekül) kütlelerine bağlı olarak bir hacim içinde kısa sürede homojen olarak karışabilirler. Bu olaya Difüzyon adı verilir.
Aynı nedenle gaz molekülleri bulundukları kapalı hacimlere bir delik açılırsa yine bulundukları hacimle dışarısı arasındaki basınç farkına, sıcaklığa (Ek) ve (Molekül) Kütlelerine bağlı olarak delikten dışarı kaçar ki bu olaya da Efüzyon (Dışa Yayılma) adı verilir.
Bu olaylar GRAHAM DİFÜZYON YASASI ile ifade edilir:

Graham’ın Yayınım Yasasına göre, bir gazın ortalama yayınım hızı (V) nicel olarak, gazın mol kütlesinin (M) yada yoğunluğunun (d) kareköküyle ters orantılıdır.

Matematiksel tanımı ise:
Aynı basınç ve sıcaklıkta farklı iki gazın molekülleri aynı kinetik enerjiye sahiptir.

Ek1 = Ek2                    1/2 m1 v1(2) = 1/2 m2 v2(2)

 m1 V1(2) = m2 V2(2)


Bu eşitlikte m2 / m1 molekül kütleleri oranı molekül ağırlıkları oranı ile aynıdır. Avagadro sayısı (N0) kadar molekül bir mol olduğundan;

V1 / V2 = √[(m2No) / (m1No)] = √ (M2/M1) = √ (d2 / d1) (d = m/v)

Graham yasası bir elementin izotoplarının ayrılmasında kullanılır. Doğal uranyum % 0,7 235U ve % 99,3 238U izotopu içermektedir.

Difüzyon Hızına Etki Eden Faktörler: 
Molekül (Mol) kütlesi: Aynı sıcaklıkta bulunan gazların birim kütlelerinin kinetik enerjileri eşit olacağından difüzyon hızları molekül kütleleri ile ters orantılıdır.
Yoğunluk: Molekül kütlesi büyük olan gazın yoğunluğu da büyük olacağından difüzyon hızları yoğunlukları ile ters orantılı olur.
Sıcaklık: Bir gazın sıcaklığı arttırıldığında iç enerjisi artar, doayısıyla moleküler düzeyde kinetik enerjisi ve difüzyon hızı artar.


Sonuç ve Yorum: Difüzyon düzensiz bir yayılma şeklidir. Bir gazın difüzyon hızı molekül ağırlığının karekökü ile ters orantılıdır.