Proprietà dei gas, comportamento, forma, esempi

IL Gas Sono tutte quelle sostanze o composti i cui stati di aggregazione sono deboli e dispersi, mentre a seconda delle condizioni di pressione e temperatura che li governano. Forse costituiscono la seconda forma di materia più abbondante nell'intero universo dopo il plasma.

Sulla terra i gas costituiscono gli strati dell'atmosfera, dall'esosfera, alla troposfera e all'aria che respiriamo. Sebbene un gas sia invisibile quando viene diffuso da ampi spazi, come il cielo, viene rilevato dal movimento delle nuvole, le curve delle pale di un mulino o dai vapori espirati delle nostre bocche in climi freddi.

I gas possono essere osservati nei camini industriali o domestici, nonché nelle torri di fumo che emanano dai vulcani. Fonte: pxhere.

Allo stesso modo, andando agli aspetti negativi ambientali, si osserva nel fumo nero del tubo di scarico dei veicoli, nelle colonne di fumo delle torri situate nelle fabbriche o nel fumo sollevato quando una foresta brucia.

Si trova anche di fronte a fenomeni gassosi quando si vedono vapori che lasciano le fogne, nei fatidici incendi della palude e dei cimiteri, nell'ossigeno bubble rilasciato dal prodotto delle piante della loro fotosintesi e persino negli ERUTE e.

Ovunque vengano osservati i gas, significa che vi è stata una reazione chimica, a meno che non siano fissati o assimilati direttamente dall'aria, la principale fonte di gas (superficialmente) del pianeta. Con l'aumentare delle temperature, ogni sostanza (elementi chimici) verrà trasformata in gas, compresi metalli come ferro, oro e argento.

Indipendentemente dalla natura chimica dei gas, tutti condividono in comune la grande distanza che separa le loro particelle (atomi, molecole, ioni, ecc.), che si muovono caotico e arbitrariamente da un volume o spazio specifico.

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Proprietà del gas

Differenze nelle molecole solide, liquide e di gas

Fisico

Le proprietà fisiche dei gas variano a seconda della sostanza o del composto. Popolarmente i gas sono associati a cattivi odori o marciume, a causa del loro contenuto di zolfo o alla presenza di ammine volatili. Allo stesso modo, sono visualizzati da colorazioni verdi, marroni o giallastre, che intimidiscono e danno un cattivo presagio.

Tuttavia, la maggior parte dei gas, o almeno i più abbondanti, sono in realtà incolori e inodore. Anche se non sono assunti, possono essere avvertiti sulla pelle e opporsi alla resistenza al movimento, anche creando strati viscosi nei corpi che li attraversano (come con gli aerei).

Tutti i gas possono sperimentare variazioni di pressione o temperatura che finiscono per realizzare i rispettivi liquidi; Cioè, soffrono di condensa (se sono raffreddati) o liquefazione (se sono "pressati").

Condensazione; di stato gassoso a stato liquido

D'altra parte, i gas sono in grado di dissolversi in liquidi e alcuni solidi porosi (come il carbonio attivo). Le bolle sono il risultato di cluster di gas che non si sono ancora sciolti nel mezzo e sfuggono alla superficie liquida.

Conducibilità elettrica e termica

In condizioni normali (senza ionizzazione delle loro particelle), i gas sono cattivi driver di calore ed elettricità. Tuttavia, quando sono tesi con molti elettroni, consentono il passaggio della corrente attraverso di loro, come si vede nei raggi durante le tempeste.

D'altra parte, a basse pressioni e sottoposti a un campo elettrico, alcuni gas, in particolare i nobili o perfetti, illuminano e le loro luci sono usate per il design della vita notturna e dei poster (luce al neon), nonché nel famoso shock elettrico Lampade sulle lanterne di strada.

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Per quanto riguarda la conduttività termica, molti gas si comportano come isolanti termici, in modo che la loro incorporazione nel riempimento di fibre, tessuti o pannelli di vetro aiuta a impedire al calore di prepararli e mantenere costante la temperatura.

Tuttavia, ci sono gas che sono buoni conduttori di calore e possono causare ustioni peggiori causate da liquidi o solidi; Ad esempio, come con il vapore caldo di torte cotte (o empanadas) o con getti a vapore che sfuggono alle caldaie.

Reattività

Generalmente le reazioni che coinvolgono gas, o dove si verificano, sono descritte come pericolose e ingombranti.

La sua reattività dipende, ancora una volta, dalla loro natura chimica; Tuttavia, quando si espandono e si mobilitano notevolmente, è necessario prendere più cure e controllo perché possono innescare aumenti di pressione drastica che mettono a rischio la struttura del reattore; Per non parlare di quanto infiammabile o non sono gas felici.

Comportamento di gase

Macroscopicamente si può dare un'idea del comportamento dei gas assistendo a come fumo, anelli o "lingue" letterarie delle sigarette si evolvono nell'aria. Inoltre, quando una granata fumo esplode è interessante in dettaglio il movimento di queste nuvole di colori diversi.

Tuttavia, tali osservazioni sono soggette all'azione dell'aria e anche al fatto che ci sono particelle solide molto fini sospese nel fumo. Pertanto, questi esempi non sono sufficienti per giungere a una conclusione sul vero comportamento di un gas. Invece, sono stati condotti esperimenti e sviluppati la teoria cinetica dei gas.

Le particelle molecolari e idealmente, gassose si scontrano tra loro, con spostamenti lineari, rotazionali e vibrazionali. Hanno un'energia media associata, che gli consente di viaggiare liberamente attraverso qualsiasi spazio senza quasi interagire o scontrarsi con un'altra particella man mano che il volume aumenta intorno a loro.

Il suo comportamento sarebbe una miscela del movimento irregolare browniano e quella delle collisioni di palle da biliardo che rimbalzano incessantemente l'una all'altra e le pareti del tavolo; Se non ci sono muri, si diffondono verso l'infinito, a meno che non le mantengano: gravità.

Forma di gase

I gas, a differenza dei liquidi e dei solidi, non sono soggetti al tipo condensato; Cioè, l'aggregazione o la coesione delle loro particelle non riesce mai a definire una forma. Condividono con i liquidi il fatto che occupano completamente il volume del contenitore che li contengono; Tuttavia, mancano di tensione di superficie e superficie.

Se la concentrazione di gas è elevata, le tue forme "lingue" o macroscopiche già descritte possono essere visualizzate ad occhio nudo. Questi, prima o poi, finiranno per sbiadire a causa dell'azione del vento o della semplice espansione del gas. I gas coprono quindi tutti gli angoli dello spazio limitato causando sistemi altamente omogenei.

Ora, la teoria considera comodamente i gas come sfere che si scontrano a malapena con se stesse; Ma quando lo fanno, rimbalzano elasticamente.

Queste sfere sono molto separate l'una dall'altra, quindi i gas sono praticamente "pieni" di vuoto; Da lì devi la tua versatilità per attraversare la minima fessura o fessura e la facilità di poterle comprimere in modo significativo.

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Ecco perché, per quanto chiuso l'installazione di una panetteria, se camminando sul lato è certo che l'aroma del pane appena sfornato sarà goduto.

Pressione del gas

Si potrebbe credere che essendo così sparsi e separati le sfere o le particelle di gas, non sono in grado di generare alcuna pressione su corpi o oggetti. Tuttavia, l'atmosfera dimostra che tale convinzione è falsa: ha una massa, pesa e impedisce ai liquidi di evaporare o bollire dal nulla. I punti di ebollizione vengono misurati a pressione atmosferica.

Le pressioni di gassa diventano più quantificabili se sono disponibili manometri o se sono bloccati da contenitori a parete non deducibili. Pertanto, più particelle di gas sono all'interno del contenitore, maggiore è il numero di collisioni tra loro e le pareti dello stesso.

Queste particelle quando si scontrano con le pareti le prendono, mentre esercitano sulla loro superficie una forza proporzionale alla loro energia cinetica. È come se le palle da biliardo ideali a un muro fossero sopraffatte; Se ce ne sono molti che li colpiscono ad alta velocità, potrebbe essere rompere.

Unità

Ci sono molte unità che accompagnano le misurazioni della pressione di un gas. Alcuni dei più noti sono i millimetri di Mercurio (MMHG), così come il Torr. Sono quelli del sistema internazionale di unità (SI) che definiscono il Pascal (PA) in termini di N/M²; E di lui, il chilo (KPA), Mega (MPA) e Giga (GPA) Pascal.

Volume del gas

Un gas occupa e si espande per tutto il volume del contenitore. Maggiore è anche il contenitore, il volume del gas sarà anche; Ma sia la loro pressione che la loro densità diminuiranno per la stessa quantità di particelle.

Il gas stesso, d'altra parte, ha un volume associato che non dipende così tanto dalla sua natura molecolare o struttura (idealmente), ma dalle condizioni di pressione e temperatura che lo governano; Questo è, il suo volume molare.

In realtà, il volume molare varia da un gas all'altro, sebbene le variazioni siano piccole se non sono di molecole eterogenee e grandi. Ad esempio, il volume molare di ammoniaca (NH₃, 22.079 l/mol) a 0 ºC e 1 atm, differisce dall'elio (lui, 22.435 L/mol).

Tutti i gas hanno un volume molare che cambia a seconda di P e T e, indipendentemente da quanto siano grandi le loro particelle, il numero di esse è sempre lo stesso. Da qui ha derivato ciò che è noto con il numero di Avogadro (n_A).

Leggi principali dei gas

Il comportamento di GASE ha studiato dagli ultimi secoli attraverso esperimenti, osservazioni profonde e interpretazione dei risultati.

Tali esperimenti hanno consentito una serie di leggi che, raccolte nella stessa equazione (quella dei gas ideali), aiutano a prevedere le risposte di un gas a diverse condizioni di pressione e temperatura. In questo modo, c'è una relazione tra il suo volume, la temperatura e la pressione, nonché il numero delle loro moli in un determinato sistema.

Tra queste leggi ci sono le seguenti quattro: Boyle, Charles, Gay-Lussac e Avogadro.

Boyle Law

Aumento della pressione di riduzione della pressione. Fonte: Gabriel Bolívar

La legge di Boyle stabilisce che a temperatura costante, il volume di un gas ideale è inversamente proporzionale alla sua pressione; Questo è, più grande è il contenitore, più bassa è la pressione che le sue pareti sperimenteranno della stessa quantità di gas sperimenterà.

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Charles Law

Lanterne o desideri cinesi. Fonte: pxhere.

La legge di Charles stabilisce che a costante pressione, il volume di un gas ideale è direttamente proporzionale alla sua temperatura. I palloncini dimostrano Charles.

Legge gay-lussac

La legge di Gay-Lussac stabilisce che a volume costante, la pressione di un gas ideale è direttamente proporzionale alla sua temperatura. In un calderone ben chiuso se un gas si riscalda progressivamente, ogni volta che la pressione all'interno sarà maggiore, perché le pareti del calderone non sono deformanti o dilati; Cioè, il suo volume non cambia, è costante.

Legge Avogadro

Infine, la legge di Avogadro stabilisce che il volume occupato da un gas ideale è direttamente proporzionale al numero delle sue particelle. È quindi, se hai un mole di particelle (6,02 · 10²³), quindi il volume molare del gas sarà.

Tipi di gas

Gas combustibili

Questi sono gas i cui componenti funzionano come carburanti, perché vengono utilizzati per la produzione di energia termica. Alcuni di loro sono gas naturale, petrolio liquefatto e gas idrogeno.

Gas industriali

Questi sono gas fabbricati, che sono commercializzati al pubblico per diversi usi e applicazioni, come per settori sanitari, cibo, protezione ambientale, metallurgia, industria chimica, sicurezza, tra gli altri. Alcuni di questi gas sono ossigeno, azoto, elio, cloro, idrogeno, monossido di carbonio, propano, metano, ossido di azoto, tra gli altri.

Gas inerti

Sono quei gas che in condizioni specifiche di temperatura e pressione non generano alcuna reazione chimica o molto bassa. Sono il neon, l'argon, l'elio, il kripton e lo xenon. Sono utilizzati nei processi chimici in cui sono necessari elementi non reattivi.

Esempi di elementi e composti gassosi

Quali sono gli elementi gassosi della tavola periodica in condizioni terrestri?

Abbiamo per la prima volta l'idrogeno (H), che forma molecole H₂. È seguito da elio (lui), il gas nobile più leggero; e poi azoto (N), ossigeno (O) e fluoruro (F). Questi ultimi tre formano anche molecole diatomiche: n₂, O₂ e f₂.

Dopo il fluoro arriva il neon (NE), il gas nobile che segue l'elio. Sotto fluoro abbiamo cloro (CL), sotto forma di molecole di Cl₂.

Quindi abbiamo il resto dei gas nobili: Argon (AR), Kripton (KR), Xenón (XE), Radon (RN) e Oganeson (OG).

Pertanto, sono un totale di dodici elementi gassosi; Undici se escludiamo l'Oganeson altamente radioattivo e instabile.

Composti gassosi

Oltre agli elementi gassosi, saranno elencati alcuni composti gassosi comuni:

-H₂S, idrogeno solforato, responsabile dell'odore delle uova marce

-NH₃, ammoniaca, quell'aroma penetrante che viene percepito nei saponi usati

-Co₂, Anidride carbonica, un gas serra

-NO₂, diossido di azoto

-No, monossido di azoto, un gas che era estremamente tossico ma svolge un ruolo importante nel sistema circolatorio

-SW₃, Triossido di zolfo

-C₄H₁₀, butano

-HCl, cloruro di idrogeno

-O₃, ozono

-Sf₆, Hexafluororo di zolfo

Riferimenti

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica. (8 ° ed.). Apprendimento del Cengage.
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