ГАЗОВЕ: СВОЙСТВА, ПОВЕДЕНИЕ, ФОРМА, ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

На газове са всички онези вещества или съединения, чиито агрегация състояния са слаби и разпръснати, докато силно зависими от температурата и налягането условия над тях. Те са може би втората най-изобилна форма на материя в цялата Вселена след плазмата.

На Земята газовете съставят слоевете на атмосферата, от екзосферата до тропосферата и въздуха, който дишаме. Въпреки че един газ е невидим, когато се дифундира през големи пространства, като например небето, той се открива от движението на облаци, завоите на лопатките на мелница или изпарените пари от устата ни в студен климат.

Газовете могат да се наблюдават в промишлени или домашни комини, както и в димните кули, излъчвани от вулкани. Източник: Pxhere.

По същия начин, преминавайки към негативните аспекти на околната среда, той се наблюдава в черния дим от изпускателните тръби на превозните средства, в димните колони на кулите, разположени във фабриките, или в дима, издигнат, когато гори гори.

Вие също се сблъсквате с газообразни явления, когато видите изпарения, които излизат от канализацията, в блатата на блата и гробища, в бълбукането вътре в резервоарите за риба, в балоните с хелий, които се изпускат в небето, в кислород, отделен от растенията в резултат на тяхната фотосинтеза и дори при оригване и метеоризъм.

Където и да се наблюдават газове означава, че е имало химическа реакция, освен ако те не са фиксирани или асимилирани директно от въздуха, основният източник на газове (повърхностно) на планетата. С повишаване на температурата всички вещества (химически елементи) ще се трансформират в газове, включително метали като желязо, злато и сребро.

Независимо от химическата природа на газовете, всички те споделят общото голямо разстояние, което разделя частиците им (атоми, молекули, йони и др.), Които се движат хаотично и произволно през даден обем или пространство.

Свойства на газовете

Разлики в твърди, течни и газови молекули

физически

Физическите свойства на газовете варират в зависимост от това какво вещество или съединение участва. Газовете обикновено се свързват с лоши миризми или гнилост, поради тяхното съдържание на сяра или поради наличието на летливи амини. По същия начин те се визуализират със зеленикави, кафяви или жълтеникави оцветители, които сплашват и дават лоша поличба.

Въпреки това повечето газове или поне най-обилните всъщност са безцветни и без мирис. Въпреки че са неуловими, те могат да се усетят по кожата и да устоят на движението, дори да създават вискозни слоеве върху телата, които преминават през тях (както се случва със самолети).

Всички газове могат да получат промени в налягането или температурата, които в крайна сметка ги превръщат в съответните течности; това означава, че те търпят конденз (ако е охладен) или втечняване (ако е „натиснат“).

кондензация; от газообразно състояние в течно състояние

От друга страна, газовете са способни да се разтварят в течности и някои порести твърди вещества (като активен въглен). Мехурчетата са резултат от натрупване на газове, които все още не са се разтворили в средата и избягат на повърхността на течността.

Електрическа и топлопроводимост

При нормални условия (без йонизация на техните частици) газовете са лоши проводници на топлина и електричество. Въпреки това, когато са стресирани с много електрони, те позволяват на тока да преминава през тях, както се вижда при мълнии по време на бури.

От друга страна, при ниско налягане и подложени на електрическо поле, някои газове, особено благородните или перфектните, светват и техните светлини се използват за проектиране на реклами и нощни плакати (неонова светлина), както и в известните електрически разрядни лампи в улични фенери.

По отношение на топлопроводимостта много газове се държат като топлоизолатори, така че тяхното включване в пълнежа на влакна, тъкани или стъклени панели помага да се предотврати преминаването на топлина през тях и поддържа температурата постоянна.

Има обаче газове, които са добри проводници на топлина и могат да причинят по-лоши изгаряния от тези, причинени от течности или твърди частици; например, както се случва с горещата пара на изпечените тарталети (или емпанади), или с парните струи, които изтичат от котлите.

реактивност

Обикновено реакциите, които включват газове или където се появяват, се класифицират като опасни и тромави.

Реакционната им способност отново зависи от химическата им природа; Въпреки това, при разширяване и мобилизиране с голяма лекота, трябва да се полагат по-големи грижи и контрол, защото те могат да предизвикат драстично повишаване на налягането, което излага на риск реакторната структура; Това не говори за това как са запалими или незапалими газове.

Поведение на газовете

Макроскопично човек може да добие представа за поведението на газовете, като стане свидетел как дим, звънци или литературните „езици“ на цигарите се развиват във въздуха. По същия начин, когато избухва димна граната, е интересно да се детайлира движението на тези различни цветни облаци.

Такива наблюдения обаче са предмет на действието на въздуха, а също и на факта, че има много фини твърди частици, суспендирани в дима. Следователно тези примери не са достатъчни, за да се стигне до заключение относно истинското поведение на газ. Вместо това са проведени експерименти и е разработена кинетичната теория на газовете.

Молекулно и в идеалния случай газообразните частици еластично се сблъскват една с друга, като имат линейни, въртеливи и вибрационни измествания. Те имат свързана средна енергия, която им позволява да пътуват свободно през всяко пространство, без почти да си взаимодействат или да се сблъскват с друга частица, тъй като обемът около тях се увеличава.

Неговото поведение би било смесица от хаотичното броуновско движение и това на някои сблъсъци на някои билярдни топки, които непрекъснато скачат помежду си и стените на масата; ако няма стени, те ще се разсеят до безкрайност, освен ако не бъдат задържани със сила: гравитация.

Форма на газове

Газовете, за разлика от течностите и твърдите вещества, не са от кондензирания тип; т. е. агрегирането или сплотяването на неговите частици никога не успява да определи форма. Те споделят с течностите факта, че те напълно заемат обема на контейнера, който ги съдържа; обаче им липсва повърхностно и повърхностно напрежение.

Ако концентрацията на газ е висока, нейните "езици" или вече описаните макроскопични форми могат да се видят с просто око. Те рано или късно ще свършат, поради действието на вятъра или простото разширяване на газа. Следователно газовете покриват всички ъгли на ограниченото пространство, произхождащи от високо хомогенни системи.

Сега теорията удобно разглежда газовете като сфери, които трудно се сблъскват със себе си; но когато го направят, те отскачат еластично.

Тези сфери са широко разделени една от друга, така че газовете на практика са "пълни" с вакуум; оттук и неговата гъвкавост за преминаване през най-малката цепка или цепнатина, както и лекотата да бъдете в състояние да ги компресирате значително.

Ето защо, колкото и затворена да е инсталация за хлебни изделия, ако ходите в съседство, със сигурност ще се насладите на аромата на прясно изпечени хлябове.

Налягане на газ

Би могло да се вярва, че тъй като сферите или частиците на газа са толкова разпръснати и разделени, те не са в състояние да генерират какъвто и да е натиск върху телата или предметите. Атмосферата обаче доказва, че подобно убеждение е невярно: има маса, тегло и не позволява течностите да се изпаряват или да кипят от нищото. Точките на кипене се измерват при атмосферно налягане.

Налягането на газа става по-измеримо, ако са налични манометри или ако са затворени в контейнери с недеформируеми стени. По този начин, колкото повече газови частици има вътре в контейнера, толкова по-голям е броят на сблъсъците между тях и стените на контейнера.

Тези частици, когато се сблъскат със стените, ги притискат, тъй като те упражняват сила, пропорционална на кинетичната им енергия върху повърхността им. Сякаш идеалните билярдни топки бяха хвърлени на стена; ако има много, които ги удрят с висока скорост, дори може да се счупи.

Единици

Има много единици, които съпътстват измерванията на налягането на газ. Някои от най-известните са милиметри живак (mmHg), като тор. Има такива от международната система от единици (SI), които определят pascal (Pa) по отношение на N / m ²; и от него, паскалът на кило (kPa), мега (MPa) и giga (GPa).

Обем на газ

Един газ заема и разширява целия обем на контейнера. Колкото по-голям е контейнерът, толкова ще бъде и обемът на газа; но и налягането и плътността му ще намалеят за същото количество частици.

Самият газ, от друга страна, има свързан обем, който не зависи толкова много от неговата природа или молекулна структура (в идеалния случай), а от условията на налягане и температура, които го управляват; това е молният му обем.

В действителност моларният обем варира от един газ до друг, въпреки че вариантите са малки, ако не са големи и хетерогенни молекули. Например, моларното количество на амоняк (NH ₃, 22,079 L / мол) при 0 ° С и 1 атмосфера, се различава от тази на хелий (He, 22,435 L / мол).

Всички газове имат моларен обем, който се променя като функция на P и T и колкото и големи да са частиците им, броят на тях винаги е един и същ. Следователно всъщност той произлиза от известното число на Авогадро (N _A).

Основни газови закони

Поведението на газовете се изучава от векове чрез експерименти, задълбочени наблюдения и интерпретация на резултатите.

Подобни експерименти позволиха да се установят поредица от закони, които, събрани в едно и също уравнение (този на идеалните газове), помагат да се предскаже реакцията на газ на различни условия на налягане и температура. По този начин има връзка между нейния обем, температура и налягане, както и броя на нейните бенки в дадена система.

Сред тези закони са следните четири: Boyle, Charles, Gay-Lussac и Avogadro.

Законът на Бойл

Увеличаване на налягането чрез намаляване на обема на контейнера. Източник: Габриел Боливар

Законът на Бойл гласи, че при постоянна температура обемът на идеален газ е обратно пропорционален на неговото налягане; тоест колкото по-голям е контейнерът, толкова по-ниско е налягането, което стените му ще изпитат от същото количество газ.

Чарлз Лоу

Китайски фенери или желани балони. Източник: Pxhere.

Законът на Чарлз гласи, че при постоянно налягане обемът на идеален газ е пряко пропорционален на неговата температура. Балоните демонстрират закона на Чарлз, защото ако се нагрят, те се надуват малко повече, докато ако са потопени в течен азот, те изпускат, защото обемът на газа вътре в тях се свива.

Закон за гей-лусака

Законът на Гей-Лусак гласи, че при постоянен обем налягането на идеален газ е пряко пропорционално на неговата температура. В добре затворен котел, ако газ се нагрява постепенно, всеки път налягането вътре в него ще бъде по-голямо, защото стените на казана не се деформират или разширяват; тоест обемът му не се променя, той е постоянен.

Закон на Авогадро

И накрая, законът на Avogadro гласи, че обемът, зает от идеален газ, е пряко пропорционален на броя на неговите частици. По този начин, ако имаме един мол частици (6,02 · 10 ²³), тогава ще имаме моларен обем на газа.

Видове газове

Горими газове

Те са онези газове, чиито компоненти функционират като горива, защото се използват за производството на топлинна енергия. Някои от тях са природен газ, втечнен нефтен газ и водород.

Промишлени газове

Това са онези произведени газове, които се предлагат на обществеността за различни приложения и приложения, като например за здравето, храните, опазването на околната среда, металургията, химическата промишленост, секторите за сигурност. Някои от тези газове са кислород, азот, хелий, хлор, водород, въглероден оксид, пропан, метан, азотен оксид и други.

Инертни газове

Те са онези газове, които при специфични условия на температура и налягане не предизвикват химическа реакция или много ниска. Те са неонови, аргонови, хелиеви, криптонови и ксенонови. Те се използват в химични процеси, в които са необходими нереактивни елементи.

Примери за газообразни елементи и съединения

Какви са газообразните елементи на периодичната таблица при земни условия?

Ние първо трябва водород (Н), която образува Н ₂ молекули. Следва хелий (He), най-лекият благороден газ; и след това азот (N), кислород (О) и флуор (F). Тези последните три също образуват двуатомни молекули: N ₂, O _2, и F ₂.

След флуор идва неон (Ne), благородният газ, който следва хелия. Под флуор имаме хлор (Cl), под формата на молекули Cl ₂.

След това имаме останалата част от благородните газове: аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Xe), радон (Rn) и оганезон (Og).

Следователно, те са общо дванадесет газообразни елемента; единадесет, ако изключим силно радиоактивния и нестабилен оганезон.

Газообразни съединения

В допълнение към газообразните елементи ще бъдат изброени някои общи газообразни съединения:

-Н ₂ S, сероводород, отговорен за миризмата на гнило яйца

-NH ₃, амоняк, този остър аромат, който се възприема в използваните сапуни

-CO ₂, въглероден диоксид, парникови газове

-NO ₂, азотен диоксид

-N, азотен моноксид, газ, който се смята, че е силно токсичен, но играе важна роля в кръвоносната система

-SO ₃, серен триоксид

-С ₄ Н ₁₀, бутан

-HCl, хлороводород

-O ₃, озон

-Sf ₆, серен хексафлуорид

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Свойствата на газовете. Възстановени от: chemed.chem.purdue.edu
3. Wikipedia. (2019). Газ. Възстановено от: en.wikipedia.org
4. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (05 декември 2018 г.). Газове - общи свойства на газовете. Възстановено от: thinkco.com
5. Harvard Men Health Health. (2019). Състоянието на газ. Възстановени от: health.harvard.edu
6. Електроника за охлаждане на редактора. (1 септември 1998 г.). Топлопроводимостта на газовете. Възстановено от: electronics-cooling.com