GĀZES: ĪPAŠĪBAS, IZTURĒŠANĀS, FORMA, PIEMĒRI - ĶĪMIJA - 2025

Šīs gāzes ir visas šīs vielas vai savienojumi, kuru apkopojums valstis ir vāja un izkaisīti, ir ļoti atkarīga no temperatūras un spiediena apstākļos, kas regulē pār tiem. Pēc plazmas tie, iespējams, ir otrais visbagātākais matērijas veids visā Visumā.

Uz Zemes gāzes veido atmosfēras slāņus, sākot no eksosfēras līdz troposfērai un gaisam, kuru elpojam. Kaut arī gāze nav pamanāma, kad to izkliedē lielās telpās, piemēram, debesīs, to atklāj mākoņu kustība, dzirnavu lāpstiņu pagriezieni vai tvaiki, ko aukstā klimatā izelpo no mūsu mutēm.

Gāzes var novērot rūpnieciskajos vai mājas skursteņos, kā arī dūmu torņos, kas rodas no vulkāniem. Avots: Pxhere.

Tāpat, pievēršoties negatīvajiem vides aspektiem, to novēro melnos dūmos no transportlīdzekļu izplūdes caurulēm, rūpnīcās izvietoto torņu dūmu kolonnās vai dūmos, kas paaugstināti, kad deg mežs.

Jūs saskaras arī ar gāzveida parādībām, kad redzat tvaikus, kas izplūst no kanalizācijas caurulēm, purvu un kapsētu grāvjos, burbuļojot zivju rezervuāru iekšpusē, hēlija balonos, kas tiek izlaisti debesīs, skābeklis, ko augi izdala to fotosintēzes rezultātā, pat atraugas un vēdera uzpūšanās laikā.

Ja tiek novērotas gāzes, tas nozīmē, ka notika ķīmiska reakcija, ja vien tās nav fiksētas vai asimilētas tieši no gaisa, kas ir galvenais gāzu avots (virspusēji) uz planētas. Temperatūrai paaugstinoties, visas vielas (ķīmiskie elementi) pārvērtīsies gāzēs, ieskaitot metālus, piemēram, dzelzi, zeltu un sudrabu.

Neatkarīgi no gāzu ķīmiskā rakstura tām visām ir kopīgs liels attālums, kas atdala to daļiņas (atomus, molekulas, jonus utt.), Kas haotiski un patvaļīgi pārvietojas pa doto tilpumu vai telpu.

Gāzu īpašības

Cieto, šķidro un gāzu molekulu atšķirības

Fiziskā

Gāzu fizikālās īpašības mainās atkarībā no tā, kāda viela vai savienojums ir iesaistīts. Gāzes parasti saista ar sliktu smaku vai sabojāšanos sēra satura vai gaistošu amīnu klātbūtnes dēļ. Tāpat tie tiek vizualizēti ar zaļganām, brūnām vai dzeltenīgām krāsām, kas iebiedē un rada sliktu priekšmetu.

Tomēr vairums gāzu vai vismaz visizplatītākās faktiski ir bezkrāsainas un bez smaržas. Lai arī tie ir nenotverami, tos var sajust uz ādas un tie pretojas kustībām, pat veidojot viskozus slāņus ķermeņos, kas caur tiem iziet (kā tas notiek ar lidmašīnām).

Visas gāzes var izjust spiediena vai temperatūras izmaiņas, kas pārvēršas tās attiecīgajos šķidrumos; tas ir, tie cieš no kondensāta (ja atdzesē) vai sašķidrināšanas (ja “nospiesti”).

Kondensāts; no gāzveida stāvokļa līdz šķidram stāvoklim

No otras puses, gāzes spēj izšķīst šķidrumos un dažās porainās cietās daļās (piemēram, aktivētā ogle). Burbuļi ir gāzu uzkrāšanās rezultāts, kas vēl nav izšķīdis vidē un izplūst uz šķidruma virsmas.

Elektriskā un siltumvadītspēja

Normālos apstākļos (bez to daļiņu jonizācijas) gāzes ir slikti siltuma un elektrības vadītāji. Tomēr, saspringti ar daudziem elektroniem, tie ļauj caur tiem iziet strāvai, kā redzams zibens laikā vētrās.

No otras puses, zemā spiedienā un pakļauti elektriskajam laukam tiek izgaismotas dažas gāzes, it īpaši cēlās vai perfektās, un to gaismas tiek izmantotas sludinājumu un nakts plakātu (neona gaisma) noformēšanā, kā arī slavenajos elektriskās izlādes spuldzes ielu laternās.

Runājot par siltumvadītspēju, daudzas gāzes darbojas kā siltumizolatori, tāpēc to iekļaušana šķiedru, audumu vai stikla paneļu pildījumā palīdz novērst karstuma izlaišanu caur tām un uztur nemainīgu temperatūru.

Tomēr ir gāzes, kas labi vada siltumu un var izraisīt sliktākus apdegumus nekā šķidrumi vai cietās vielas; piemēram, kā tas notiek ar ceptu cupcakes (vai empanadas) karstu tvaiku vai ar tvaika strūklu, kas izkļūst no katliem.

Reaģētspēja

Parasti reakcijas, kas saistītas ar gāzēm vai kurās tās notiek, klasificē kā bīstamas un apgrūtinošas.

Viņu reaktivitāte atkal ir atkarīga no to ķīmiskās īpašības; Tomēr, paplašinot un pārvietojoties ar lielu vieglumu, ir jāievēro lielāka piesardzība un kontrole, jo tie var izraisīt krasu spiediena palielināšanos, kas pakļauj riskam reaktora struktūru; Tas nemaz nerunājot par to, cik viegli ir viegli uzliesmojošas vai neuzliesmojošas gāzes.

Gāzu uzvedība

Makroskopiski var iegūt priekšstatu par gāzu izturēšanos, liecinot par to, kā gaisā izdalās dūmi, gredzeni vai literārās cigarešu “mēles”. Tāpat, kad eksplodē dūmu granāta, ir interesanti sīki izklāstīt šo dažādo krāsaino mākoņu kustību.

Tomēr šādus novērojumus ietekmē gaiss, kā arī tas, ka dūmos ir suspendētas ļoti smalkas cietas daļiņas. Tādēļ ar šiem piemēriem nepietiek, lai izdarītu secinājumu par gāzes patieso izturēšanos. Tā vietā tika veikti eksperimenti un izstrādāta gāzu kinētiskā teorija.

Molekulāri un ideālā gadījumā gāzveida daļiņas elastīgi saduras savā starpā ar lineāru, rotācijas un vibrācijas nobīdi. Viņiem ir saistīta vidējā enerģija, kas ļauj viņiem brīvi ceļot pa jebkuru telpu, gandrīz nedarbojoties vai nesaskaroties ar citu daļiņu, jo palielinoties tilpumam ap tiem.

Tā uzvedība varētu būt gan neparastas Brauna kustības sajaukums, gan dažu biljarda bumbiņu sadursmes, kas nemitīgi atlec starp otru un galda sienām; ja sienas nav, tās izkliedējas bezgalībā, ja vien tās neaptur spēks: gravitācija.

Gāzu forma

Gāzes, atšķirībā no šķidrumiem un cietām vielām, nav kondensētas vielas; tas ir, tā daļiņu agregācija vai kohēzija nekad nespēj noteikt formu. Viņi ar šķidrumiem dalās ar to, ka viņi pilnībā aizņem tvertnes tilpumu, kurā tie atrodas; tomēr tiem trūkst virsmas un virsmas spraiguma.

Ja gāzes koncentrācija ir augsta, tās "mēles" vai jau aprakstītās makroskopiskās formas var redzēt ar neapbruņotu aci. Agrāk vai vēlāk tie izzudīs vēja iedarbības vai vienkāršas gāzes izplešanās dēļ. Tāpēc gāzes aptver visus ierobežotās telpas stūrus, kuru izcelsme ir ļoti viendabīgas sistēmas.

Tagad teorija gāzes uzskata par sfērām, kuras diez vai saduras ar sevi; bet, kad viņi to dara, tie elastīgi atsit.

Šīs sfēras ir plaši atdalītas viena no otras, tāpēc gāzes praktiski ir "pilnas" ar vakuumu; līdz ar to tā daudzpusība iziet cauri vismazākajai spraugai vai plaisai, un ir viegli tos ievērojami saspiest.

Tāpēc neatkarīgi no tā, cik slēgta ir maizes ceptuve, ja staigājat blakus, pārliecinieties, ka jums patiks svaigi ceptas maizes aromāts.

Gāzes spiediens

Varētu uzskatīt, ka tāpēc, ka gāzes sfēras vai daļiņas ir tik izkliedētas un atdalītas, tās nespēj radīt spiedienu uz ķermeņiem vai priekšmetiem. Tomēr atmosfēra pierāda, ka šāda pārliecība ir nepatiesa: tai ir masa, svars un tā neļauj šķidrumiem iztvaikot vai vārīties no nekurienes. Viršanas temperatūru mēra pie atmosfēras spiediena.

Gāzes spiedienu var kvantificēt, ja ir pieejami manometri vai ja tie ir noslēgti traukos ar nedeformējamām sienām. Tādējādi, jo vairāk gāzes daļiņu ir tvertnes iekšpusē, jo lielāks ir sadursmju skaits starp tām un tās sienām.

Šīs daļiņas, saskaroties ar sienām, tās nospiež, jo uz to virsmas notiek spēks, kas ir proporcionāls kinētiskajai enerģijai. It kā ideālas biljarda bumbas tiktu mestas pie sienas; ja ir daudz tādu, kas viņus sit lielā ātrumā, tas var pat salūzt.

Vienības

Ir daudzas vienības, kas pavada gāzes spiediena mērījumus. Daži no pazīstamākajiem ir dzīvsudraba milimetri (mmHg), piemēram, torr. Ir arī starptautiskās vienību sistēmas (SI) vienības, kas nosaka paskālu (Pa) ar N / m ² ; un no viņa kilo (kPa), mega (MPa) un giga (GPa) pascal.

Gāzes tilpums

Gāze aizņem un izplešas visā tvertnes tilpumā. Jo lielāks konteiners, jo lielāks būs arī gāzes tilpums; bet tādam pašam daļiņu daudzumam samazinās gan spiediens, gan blīvums.

Turpretim pašai gāzei ir saistīts tilpums, kas nav tik ļoti atkarīgs no tā veida vai molekulārās struktūras (ideālā gadījumā), bet gan no spiediena un temperatūras apstākļiem, kas to regulē; tas ir, tā molārais tilpums.

Patiesībā molārā tilpuma tilpums dažādās gāzes atšķiras, kaut arī variācijas ir mazas, ja tās nav lielas un neviendabīgas molekulas. Piemēram, amonjaka (NH ₃ , 22,079 L / mol) molārais tilpums 0 ° C un 1 atm atšķiras no hēlija (He, 22,435 L / mol) tilpuma.

Visām gāzēm ir molārs tilpums, kas mainās atkarībā no P un T, un neatkarīgi no tā, cik lielas ir to daļiņas, to skaits vienmēr ir vienāds. Tātad tas faktiski ir iegūts ar zināmo Avogadro numuru (N _A ).

Galvenie gāzes likumi

Gāzu izturēšanās gadsimtiem ilgi ir pētīta, izmantojot eksperimentus, padziļinātus novērojumus un rezultātu interpretāciju.

Šādi eksperimenti ļāva izveidot virkni likumu, kas, salikti vienā un tajā pašā vienādojumā (ideālas gāzes), palīdz prognozēt gāzes reakciju uz dažādiem spiediena un temperatūras apstākļiem. Tādā veidā pastāv saistība starp tā tilpumu, temperatūru un spiedienu, kā arī tā molu skaitu dotajā sistēmā.

Starp šiem likumiem ir četri: Boyle, Charles, Gay-Lussac un Avogadro.

Boilija likums

Spiediena palielināšanās, samazinot tvertnes tilpumu. Avots: Gabriel Bolívar

Boila likums nosaka, ka nemainīgā temperatūrā ideālas gāzes tilpums ir apgriezti proporcionāls tās spiedienam; tas ir, jo lielāks ir trauks, jo zemāks ir spiediens, ko tā sienas izjutīs no tāda paša daudzuma gāzes.

Kārļa likums

Ķīniešu laternas vai vēlēšanās baloni. Avots: Pxhere.

Kārļa likums nosaka, ka pastāvīgā spiedienā ideālas gāzes tilpums ir tieši proporcionāls tās temperatūrai. Baloni demonstrē Kārļa likumu, jo, ja tos silda, tie piepūšas nedaudz vairāk, savukārt, ja tie ir iegremdēti šķidrā slāpeklī, tie izplūst, jo tajos esošā gāzes tilpums samazinās.

Geju-Lussaku likums

Gaja-Lussaka likums nosaka, ka pastāvīgā tilpumā ideālas gāzes spiediens ir tieši proporcionāls tās temperatūrai. Labi noslēgtā katlā, ja gāze tiek uzkarsēta pakāpeniski, katru reizi spiediens tās iekšienē būs lielāks, jo katla sienas nedeformējas un neizplešas; tas ir, tā tilpums nemainās, tas ir nemainīgs.

Avogadro likums

Visbeidzot, Avogadro likums nosaka, ka ideālās gāzes aizņemtais tilpums ir tieši proporcionāls tās daļiņu skaitam. Tādējādi, ja mums ir viens molu daļiņu (6.02 · 10 ²³ ), tad mums būs gāzes molārā tilpuma.

Gāzu veidi

Degošas gāzes

Tās ir tās gāzes, kuru sastāvdaļas darbojas kā degviela, jo tās izmanto siltumenerģijas ražošanai. Daži no tiem ir dabasgāze, sašķidrināta naftas gāze un ūdeņradis.

Rūpnieciskās gāzes

Tās ir saražotās gāzes, kuras tiek pārdotas sabiedrībai dažādiem lietojumiem un lietojumiem, piemēram, veselības, pārtikas, vides aizsardzības, metalurģijas, ķīmiskās rūpniecības un drošības sektoriem. Dažas no šīm gāzēm, cita starpā, ir skābeklis, slāpeklis, hēlijs, hlors, ūdeņradis, oglekļa monoksīds, propāns, metāns, slāpekļa oksīds.

Inertās gāzes

Tās ir tās gāzes, kuras īpašos temperatūras un spiediena apstākļos nerada nekādas vai ļoti zemas ķīmiskas reakcijas. Tie ir neons, argons, hēlijs, kriptons un ksenons. Tos izmanto ķīmiskos procesos, kuros nepieciešami nereaģējoši elementi.

Gāzveida elementu un savienojumu piemēri

Kādi ir periodiskās tabulas gāzveida elementi Zemes apstākļos?

Mums vispirms ir ūdeņradis (H), kas veido H ₂ molekulas . Hēlijs (He), visvieglākā cēlgāze, seko; un pēc tam slāpeklis (N), skābeklis (O) un fluors (F). Šie pēdējie trīs veido arī diatomiskas molekulas: N ₂ , O ₂ un F ₂ .

Pēc fluora nāk neons (Ne), cēlgāze, kas seko hēlijam. Zem fluora mums ir hlors (Cl), Cl ₂ molekulu formā .

Tālāk mums ir pārējās cēlgāzes: argons (Ar), kriptons (Kr), ksenons (Xe), radons (Rn) un oganesons (Og).

Tāpēc tie ir kopumā divpadsmit gāzveida elementi; vienpadsmit, ja izslēdzam ļoti radioaktīvo un nestabilo oganesonu.

Gāzveida savienojumi

Papildus gāzveida elementiem tiks uzskaitīti arī daži izplatīti gāzveida savienojumi:

-H ₂ S, sērūdeņradis, kas atbild par sapuvušu olu smaržu

-NH ₃ , amonjaks, tas asais aromāts, kas tiek uztverts lietotās ziepēs

-CO ₂ , oglekļa dioksīds, siltumnīcefekta gāze

-NO ₂ , slāpekļa dioksīds

-NO, slāpekļa monoksīds, gāze, kas tika uzskatīta par ļoti toksisku, bet tai ir svarīga loma asinsrites sistēmā

-SO ₃ , sēra trioksīds

-C ₄ H ₁₀ , butāns

-HCl, ūdeņraža hlorīds

-O ₃ , ozons

-SF ₆ , sēra heksafluorīds

Atsauces

1. Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
2. Gāzu īpašības. Atgūts no: chemed.chem.purdue.edu
3. Wikipedia. (2019. gads). Gāze. Atgūts no: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 5. decembris). Gāzes - gāzu vispārīgās īpašības. Atgūts no: domaco.com
5. Hārvardas vīriešu veselības saruna. (2019. gads). Gāzes stāvoklis. Atgūts no: health.harvard.edu
6. Elektronikas dzesēšanas redaktori. (1998. gada 1. septembris). Gāzu siltumvadītspēja. Atgūts no: electronics-cooling.com