ГАЗООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ: ХАРАКТЕРИСТИКА, ОБЩИЙ ЗАКОН, ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2025

Газообразное состояние является состоянием агрегации вещества , в котором частицы удерживаются вместе слабых взаимодействий, имея возможность перемещаться во всех направлениях контейнера , который содержит их. Из всех физических состояний материи газообразное является тем, которое проявляет наибольшую свободу и хаос.

Газы оказывают давление, переносят тепло и состоят из самых разных мелких частиц. Наша атмосфера и воздух, которым мы дышим, являются проявлением газообразного состояния здесь, на Земле.

В дымовых эманациях поведение газов можно наблюдать до того, как они разойдутся в атмосфере. Источник: Pexels.

Примерами газов являются парниковые газы, такие как водяной пар, двуокись углерода, метан или озон. Углекислый газ, который мы выдыхаем при дыхании, является еще одним примером газообразного вещества.

Газообразные частицы связываются слабым взаимодействием и движутся через контейнер. Замечено, что частицы жидкого состояния более объединены, а частицы твердого тела - тесно связаны.

Например, жидкости и твердые вещества не будут перемещаться за пределы их собственных материальных пределов, а газы этого не делают. Дым от сигарет, дымоходов и башен демонстрирует для себя, как газ поднимается и рассеивается по окружающей среде, ничто не останавливая его.

Характеристики газообразного состояния

Не хватает объема или формы

Газообразное состояние характеризуется отсутствием определенной формы или объема. Если нет границ, чтобы сдерживать его, он распространится по атмосфере. Даже как гелий, он улетит с Земли.

Газ может принимать только форму контейнера. Если баллон имеет цилиндрическую форму, газ будет иметь форму баллона.

Плохой проводник тепла

Это состояние также характеризуется плохим проводником тепла и электричества. Обычно он менее плотный по сравнению с твердым и жидким состояниями.

Поскольку большинство газов, таких как кислород и углекислый газ, бесцветны, вы можете определить их количество в контейнере, измерив их давление.

Реактивы

Газы, как правило, более реакционны, за исключением благородных газов, чем жидкости или твердые вещества, поэтому они потенциально опасны либо из-за опасности возгорания, либо из-за того, что они могут легко попасть в дыхательные системы людей.

Мелкие частицы

Газообразные частицы также обычно имеют небольшие размеры и представляют собой атомы или простые молекулы.

Например, газообразный водород H ₂ представляет собой очень маленькую молекулу, состоящую из двух атомов водорода. У нас также есть гелий He, атомы которого еще меньше.

взаимодействия

Взаимодействия в газообразном состоянии незначительны. Этим он сильно отличается от жидкого и твердого состояний, в которых его частицы обладают высокой связностью и сильно взаимодействуют друг с другом. В молекулах, образующих жидкое и твердое состояния, вряд ли существует определенный молекулярный вакуум между ними.

Частицы в газообразном состоянии очень далеко друг от друга, между ними большой вакуум. Это уже не вакуум в молекулярном масштабе. Расстояние, которое их разделяет, настолько велико, что каждая частица в газе свободна, безразлична к своему окружению, если только по своей хаотической траектории она не сталкивается с другой частицей или о стенку контейнера.

Если предположить, что контейнера нет, вакуум между частицами газа может быть заполнен воздухом, который толкает и увлекает газ в направлении его потока. Вот почему воздух, состоящий из газовой смеси, способен деформировать и разносить газообразные вещества по небу, если они не намного плотнее его.

Общий закон газообразного состояния

Экспериментальное изучение поведения и механики газов привело к появлению нескольких законов (Бойля, Шарля, Гей-Люссака), которые в совокупности позволяют предсказать, какими будут параметры любой газовой системы или явления, то есть каковы будут ее температура, объем и давление.

Этот общий закон имеет следующее математическое выражение:

P = KT / V

Где K - постоянная величина, P - давление, V - объем, а T - температура газа по шкале Кельвина. Таким образом, зная две переменные (скажем, P и V), можно решить третью, которая станет неизвестной (T).

Этот закон позволяет нам узнать, например, какой должна быть температура газа, заключенного в сосуд объемом V, чтобы на нем было давление P.

Если мы добавим к этому закону вклад Амадея Авогадро, то мы получим закон идеального газа, который также включает количество частиц, а вместе с ними и молярную концентрацию газа:

P = nRT / V

Где n соответствует количеству молей газа. Уравнение можно переписать как:

P = cRT

Где c - молярная концентрация газа (н / об). Таким образом, из общего закона получается идеальный закон, который описывает, как связаны давление, концентрация, температура и объем идеального газа.

Примеры газообразного состояния

Газообразные элементы

Сама таблица Менделеева предлагает хороший репертуар примеров элементов, которые встречаются на Земле в виде газов. Между ними у нас есть:

-пероксид

-Helium

-Nitrogen

-кислород

-Фтор

-хлор

-Neon

-Argon

-Krypton

-Xenon

Это не означает, что другие элементы не могут переходить в газообразное состояние. Например, металлы могут превращаться в газы, если они подвергаются температурам выше, чем их соответствующие точки кипения. Таким образом, могут быть газы из частиц железа, ртути, серебра, золота, меди, циркония, иридия, осмия; из любого металла.

Газообразные соединения

В следующем списке у нас есть несколько примеров газообразных соединений:

-Оксид углерода, CO

Структура Льюиса монооксида углерода

-Диоксид углерода, CO ₂ (газ, из которого состоит наш выдох)

-Аммиак, NH ₃ (жизненно важное вещество для бесконечных производственных процессов)

-Триоксид серы, SO ₃

-Метан, CH ₄ (бытовой газ, на котором его готовят)

Структура метана

-Этан, CH ₃ CH ₃

-Диоксид азота, NO ₂ (коричневый газ)

-Фосген, COCl ₂ (сильно ядовитое вещество)

-Воздух (представляющий собой смесь азота, кислорода, аргона и других газов)

-Водяной пар, H ₂ O (который входит в состав облаков, гейзеров, машинных испарителей и т. Д.).

-Ацетилен, HC≡CH

Структурная формула ацетилена

-Пары йода, I ₂ (пурпурный газ)

-Гексафторид серы, SF ₆ (очень плотный и тяжелый газ)

-Гидразин, N ₂ H ₄

-Хлористый водород, HCl (который при растворении в воде производит соляную кислоту)

Ссылки

1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
2. Wikipedia. (2020). Газ. Получено с: en.wikipedia.org
3. Эдвард А. Мейсон. (6 февраля 2020 г.). Газ. Encyclopdia Britannica. Получено с: britannica.com
4. Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (11 февраля 2020 г.). Определение газа и примеры в химии. Получено с: thinkco.com
5. Мария Эстела Раффино. (12 февраля 2020 г.). Что такое газообразное состояние? Получено с: concept.de