ГАЗОВО СЪСТОЯНИЕ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ОБЩ ЗАКОН, ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

В газообразно състояние е състояние на агрегиране на материята, в която частиците са държани заедно от слабите взаимодействия, е способен да се движи във всички посоки на контейнера, който ги съдържа. От всички физически състояния на материята газообразното е онова, което проявява най-голяма свобода и хаос.

Газовете оказват налягане, носят топлина и се състоят от всякакви малки частици. Нашата атмосфера и въздухът, който дишаме, са проява на газообразното състояние тук, на Земята.

При излъчването на дим може да се наблюдава поведението на газовете, преди да се разпръснат през атмосферата. Източник: Pexels

Примери за газове са парниковите газове, като водна пара, въглероден диоксид, метан или озон. Въглеродният диоксид, който издишваме в дъха си, е друг пример за газообразно вещество.

Газообразните частици са свързани чрез слаби взаимодействия и се движат през контейнера. Наблюдава се, че частиците от течното състояние са по-обединени, а тези от твърдото тясно съединени

Течностите и твърдите вещества, например, няма да се придвижват до позиции извън техните собствени материални граници, факт, който газовете не го правят. Димът от цигарите, от комините и кулите, демонстрират за себе си как газът се издига и се разпръсква през околната среда, без нищо да го спира.

Характеристики на газообразното състояние

Липсва обем или форма

Газовото състояние се характеризира с това, че няма определена форма или обем. Ако няма граници, които да го задържат, той ще се разпространи в цялата атмосфера. Дори като хелий, той ще избяга от Земята.

Газът може да приеме само формата, наложена от контейнер. Ако контейнерът е цилиндричен, газът ще бъде "оформен" като цилиндър.

Лош проводник на топлина

Това състояние се характеризира и с това, че е лош проводник на топлина и електричество. По принцип е по-малко гъста в сравнение с твърди и течни състояния.

Тъй като повечето газове са безцветни, като кислород и въглероден диоксид, можете да определите колко от тях е в контейнер, като измерите тяхното налягане.

Реагенти

Газовете са по-реактивни, с изключение на благородните газове, отколкото течности или твърди частици, поради което те са потенциално опасни или поради опасност от пожар, или защото лесно могат да навлязат в дихателните системи на хората.

Дребни частици

Газообразните частици също обикновено са малки, представляващи атоми или прости молекули.

Например, водород газ, Н ₂, е много малка молекула, съставена от два водородни атома. Имаме и хелий, Той, чиито атоми са още по-малки.

Взаимодействия

Взаимодействията в газообразно състояние са незначителни. По този начин той се различава изключително много от течните и твърди състояния, в които неговите частици са силно сплотени и силно взаимодействат помежду си. В молекулите, които образуват течните и твърдите състояния, между тях едва ли има определен молекулен вакуум.

Частиците в газообразно състояние са много далеч една от друга, между тях има много вакуум. Това вече не е вакуум в молекулярна скала. Разстоянието, което ги разделя, е толкова голямо, че всяка частица в газа е свободна, безразлична към заобикалящата я среда, освен ако по хаотичната си траектория не се сблъска с друга частица или срещу стената на контейнера.

Ако се приеме, че няма контейнер, вакуумът между газовите частици може да се запълни с въздух, който изтласква и влачи газа в посока на тока му. Ето защо въздухът, който се състои от газообразна смес, е в състояние да деформира и разпространява газообразни вещества през небето, стига те да не са много по-плътни от него.

Общо право на газообразното състояние

Експерименталното изследване на поведението и механиката на газовете доведе до няколко закона (Boyle, Charles, Gay-Lussac), които се комбинират, за да могат да предскажат какви ще бъдат параметрите на всяка газообразна система или явление, тоест каква ще бъде нейната температура, обем и налягане.

Този общ закон има следния математически израз:

P = KT / V

Където K е константа, P налягането, V обемът и T температурата на газа по скалата на келвин. По този начин, знаейки две променливи (да кажем, P и V), третата може да бъде решена, което би станало неизвестното (T).

Този закон ни позволява да знаем например каква трябва да бъде температурата на газ, затворен в контейнер с обем V, за да покаже налягане P.

Ако към този закон прибавим приноса на Amadeus Avogadro, тогава ще имаме закон за идеалния газ, който също включва броя на частиците, а с тях и молната концентрация на газа:

P = nRT / V

Където n съответства на броя на бенките на газа. Уравнението може да бъде пренаписано като:

P = cRT

Където c е молната концентрация на газа (n / V). Така от общ закон се получава идеалният закон, който описва как са свързани налягането, концентрацията, температурата и обемът на идеалния газ.

Примери за газообразно състояние

Газообразни елементи

Самата периодична таблица предлага добър репертоар от примери за елементи, които се срещат на Земята като газове. Между тях имаме:

-водород

-Helium

-Nitrogen

-Oxygen

-флуор

-хлор

-Neon

-Argon

-Krypton

-Xenon

Това не означава, че останалите елементи не могат да станат газообразни. Например металите могат да се трансформират в газове, ако са подложени на температури, по-високи от съответните им температури на кипене. По този начин може да има газове от частици желязо, живак, сребро, злато, мед, цирконий, иридий, осмий; от всеки метал.

Газообразни съединения

В следващия списък имаме някои примери за газообразни съединения:

-Въглероден оксид, CO

Lewis структура на въглероден оксид

-Въглероден диоксид, CO ₂ (газ, който прави нашите издишвания)

-Амоняк, NH ₃ (жизненоважно вещество за безкрайни промишлени процеси)

-Серен триоксид, SO ₃

-Метан, СН ₄ (битов газ, с който се готви)

Структура на метана

-Етан, СН _3, СН ₃

-Азотен диоксид, NO ₂ (кафяв газ)

-Phosgene, COCl ₂ (силно отровно вещество)

-Въздух (представлява смес от азот, кислород, аргон и други газове)

-Водна пара, H ₂ O (която е част от облаци, гейзери, машинни изпарители и др.)

-Ацетилен, HC≡CH

Структурна формула на ацетилен

-Йодни пари, I ₂ (лилав газ)

-Серен хексафлуорид, SF ₆ (много плътен и тежък газ)

-Хидразин, N ₂ Н ₄

-Водороден хлорид, HCl (който при разтваряне във вода произвежда солна киселина)

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Wikipedia. (2020). Газ. Възстановено от: en.wikipedia.org
3. Едуард А. Мейсън. (6 февруари 2020 г.). Газ. Encyclopædia Britannica. Възстановено от: britannica.com
4. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (11 февруари 2020 г.). Определение и примери за газ в химията. Възстановено от: thinkco.com
5. Мария Естела Рафино. (12 февруари 2020 г.). Какво е газообразното състояние? Възстановено от: concept.de