GAZLAR: ÖZELLIKLER, DAVRANIŞ, ŞEKIL, ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Gazlar , tüm maddeleri olan ya da agregasyon durumları zayıf ve dağınık olan bileşiklerdir üstlerine yöneten sıcaklık ve basınç koşullarına yüksek derecede bağımlı iken. Plazmadan sonra tüm Evrende belki de ikinci en bol madde formudur.

Dünya'da gazlar, ekzosferden troposfere ve soluduğumuz havaya kadar atmosferin katmanlarını oluşturur. Bir gaz, gökyüzü gibi geniş alanlardan yayıldığında görünmez olsa da, bulutların hareketiyle, bir değirmenin bıçaklarının dönüşleriyle veya soğuk iklimlerde ağzımızdan çıkan buharlarla algılanır.

Gazlar endüstriyel veya ev bacalarında ve yanardağlardan çıkan duman kulelerinde gözlemlenebilir. Kaynak: Pxhere.

Aynı şekilde olumsuz çevre boyutlarına gidersek araçların egzoz borularından çıkan siyah dumanda, fabrikalarda bulunan kulelerin duman kolonlarında veya bir orman yandığında yükselen dumanda gözlenmektedir.

Kanalizasyonlardan, bataklık ve mezarlıkların tutamlarında, balık tanklarının içindeki köpürmelerde, gökyüzüne bırakılan helyum balonlarında, bitkiler tarafından fotosentezlerinin bir sonucu olarak ve hatta geğirme ve şişkinlikte salınan oksijen.

Gazların gözlemlendiği her yerde, gezegendeki (yüzeysel olarak) ana gaz kaynağı olan havadan doğrudan sabitlenmedikçe veya asimile edilmedikçe, kimyasal bir reaksiyon olduğu anlamına gelir. Sıcaklık yükseldikçe, tüm maddeler (kimyasal elementler) demir, altın ve gümüş gibi metaller de dahil olmak üzere gazlara dönüşecektir.

Gazların kimyasal yapılarına bakılmaksızın, bunların tümü, belirli bir hacim veya uzayda kaotik ve keyfi olarak hareket eden parçacıklarını (atomlar, moleküller, iyonlar vb.) Ayıran büyük mesafeyi ortak olarak paylaşır.

Gazların özellikleri

Katı, sıvı ve gaz moleküllerinde farklılıklar

Fiziksel

Gazların fiziksel özellikleri, hangi madde veya bileşiğin dahil olduğuna bağlı olarak değişir. Gazlar, kükürt içerikleri veya uçucu aminlerin varlığı nedeniyle yaygın olarak kötü koku veya çürüme ile ilişkilendirilir. Aynı şekilde, göz korkutan ve kötü bir alâmet veren yeşilimsi, kahverengi veya sarımsı renklerle görüntülenirler.

Bununla birlikte, çoğu gaz veya en azından bol miktarda bulunanlar aslında renksiz ve kokusuzdur. Belirsiz olmalarına rağmen, ciltte hissedilebilirler ve harekete direnirler, hatta vücutlarda viskoz katmanlar oluşturarak (uçaklarda olduğu gibi) bile.

Tüm gazlar, onları kendi sıvılarına dönüştüren basınç veya sıcaklıkta değişiklikler yaşayabilir; yani, yoğunlaşmaya (soğutulmuşsa) veya sıvılaşmaya ("bastırılmışsa") maruz kalırlar.

Yoğuşma gaz halinden sıvı hale

Öte yandan, gazlar sıvılarda ve bazı gözenekli katılarda (aktif karbon gibi) çözünebilir. Kabarcıklar, ortamda henüz çözünmemiş ve sıvının yüzeyine kaçan gazların birikmesinin sonucudur.

Elektriksel ve termal iletkenlik

Normal koşullar altında (parçacıklarının iyonlaşması olmadan), gazlar zayıf ısı ve elektrik iletkenleridir. Bununla birlikte, birçok elektronla strese girdiğinde, fırtınalar sırasında yıldırımlarda görüldüğü gibi, akımın içlerinden geçmesine izin verirler.

Öte yandan, düşük basınçlarda ve bir elektrik alanına maruz bırakıldığında, bazı gazlar, özellikle asil veya mükemmel olanlar aydınlatılır ve ışıkları, ünlülerin yanı sıra reklam ve gece afişlerinin (neon ışık) tasarımında kullanılır. sokak fenerlerinde elektrik deşarj lambaları.

Isı iletkenliği ile ilgili olarak, birçok gaz termal yalıtkan olarak davranır, bu nedenle bunların fiber, kumaş veya cam panel dolgusuna dahil edilmesi, ısının bunlara nüfuz etmesini önlemeye yardımcı olur ve sıcaklığı sabit tutar.

Bununla birlikte, ısıyı iyi ileten ve sıvıların veya katıların neden olduğu gazlardan daha kötü yanıklara neden olabilen gazlar vardır; örneğin, pişmiş keklerin (veya empanadaların) sıcak buharında veya kazanlardan çıkan buhar püskürtücülerinde olduğu gibi.

Reaktivite

Genel olarak, gazları içeren reaksiyonlar veya oluştukları yerler tehlikeli ve hantal olarak sınıflandırılır.

Reaktiviteleri yine kimyasal yapılarına bağlıdır; Bununla birlikte, büyük bir kolaylıkla genişlerken ve hareket ederken, daha fazla özen ve kontrol uygulanmalıdır çünkü bunlar, reaktör yapısını riske atan ciddi basınç artışlarını tetikleyebilir; Bu, bu gazların ne kadar yanıcı veya yanıcı olmadığından bahsetmiyorum bile.

Gazların davranışı

Makroskopik olarak, duman, halkalar veya sigaranın edebi "dillerinin" havada nasıl evrimleştiğine tanıklık ederek gazların davranışı hakkında bir fikir edinebilirsiniz. Aynı şekilde, bir duman bombası patladığında, bu farklı renkli bulutların hareketini detaylandırmak ilginçtir.

Bununla birlikte, bu tür gözlemler, havanın etkisine ve ayrıca dumanda asılı duran çok ince katı parçacıkların bulunduğu gerçeğine tabidir. Bu nedenle, bu örnekler bir gazın gerçek davranışına ilişkin bir sonuca varmak için yeterli değildir. Bunun yerine deneyler yapıldı ve gazların kinetik teorisi geliştirildi.

Moleküler ve ideal olarak, gaz halindeki parçacıklar doğrusal, dönme ve titreşim yer değiştirmelerine sahip olarak elastik olarak birbirleriyle çarpışırlar. Çevrelerindeki hacim arttıkça neredeyse başka bir parçacıkla neredeyse etkileşime girmeden veya çarpışmadan herhangi bir boşlukta serbestçe seyahat etmelerine izin veren ilişkili bir ortalama enerjiye sahiptirler.

Davranışı, düzensiz Brown hareketinin ve birbirleriyle masanın duvarları arasında durmadan seken bazı bilardo toplarının bazı çarpışmalarının bir karışımı olacaktı; duvar yoksa, bir kuvvetle, yani yerçekimiyle tutulmadıkça sonsuzluğa yayılırlar.

Gazların şekli

Sıvılardan ve katılardan farklı olarak gazlar yoğunlaştırılmış tipte değildir; yani, parçacıklarının toplanması veya birleşmesi asla bir şekli tanımlamayı başaramaz. Sıvılarla, kendilerini içeren kabın hacmini tamamen kapladıkları gerçeğini paylaşırlar; ancak yüzey ve yüzey geriliminden yoksundurlar.

Gaz konsantrasyonu yüksekse, "dilleri" veya daha önce tarif edilen makroskopik formlar çıplak gözle görülebilir. Bunlar, er ya da geç, rüzgarın etkisi ya da gazın sadece genişlemesi nedeniyle yok olacak. Bu nedenle gazlar, oldukça homojen sistemlerden kaynaklanan sınırlı alanın tüm köşelerini kaplar.

Şimdi teori, uygun bir şekilde gazları kendileriyle neredeyse hiç çarpışmayan küreler olarak görüyor; ama yaptıklarında elastik olarak geri dönerler.

Bu küreler birbirinden geniş bir şekilde ayrılmıştır, bu nedenle gazlar pratik olarak vakumla "doludur"; dolayısıyla en ufak bir yarıktan geçme çok yönlülüğü ve bunları önemli ölçüde sıkıştırabilme kolaylığı.

Bu nedenle, bir fırın tesisatı ne kadar kapalı olursa olsun, yan tarafa giderseniz taze pişmiş ekmeğin aromasının tadını çıkaracağınızdan emin olabilirsiniz.

Bir gazın basıncı

Gazın küreleri veya parçacıkları çok dağınık ve ayrık olduğundan, cisimler veya nesneler üzerinde herhangi bir basınç oluşturmadıklarına inanılabilir. Bununla birlikte, atmosfer böyle bir inancın yanlış olduğunu kanıtlıyor: kütlesi, ağırlığı var ve sıvıların hiçbir yerden buharlaşmasını veya kaynamasını engelliyor. Kaynama noktaları atmosferik basınçta ölçülür.

Manometreler mevcutsa veya deforme olmayan duvarlara sahip kaplar içine alınmışsa, gaz basınçları daha ölçülebilir hale gelir. Dolayısıyla, kabın içinde ne kadar fazla gaz parçacığı varsa, bunlar ve duvarları arasındaki çarpışma sayısı o kadar fazla olur.

Bu parçacıklar, yüzeylerine kinetik enerjileri ile orantılı bir kuvvet uyguladıkları için duvarlarla çarpıştıklarında onlara baskı yaparlar. Sanki ideal bilardo topları bir duvara atılmış gibidir; onlara yüksek hızda vuran birçok kişi varsa, kırılabilir bile.

Birimler

Bir gazın basınç ölçümlerine eşlik eden birçok birim vardır. En iyi bilinenlerden bazıları, torr gibi milimetre civadır (mmHg). Paskal'ı (Pa) N / m ² cinsinden tanımlayan uluslararası birimler sistemi (SI) vardır ; ve ondan kilo (kPa), mega (MPa) ve giga (GPa) paskal.

Bir gazın hacmi

Konteynerin hacmi boyunca bir gaz kaplar ve genişler. Kap ne kadar büyükse, gazın hacmi de o olacaktır; ancak aynı miktarda parçacık için hem basıncı hem de yoğunluğu azalacaktır.

Öte yandan gazın kendisi, doğasına veya moleküler yapısına (ideal olarak) çok fazla bağlı olmayan, ancak onu yöneten basınç ve sıcaklık koşullarına bağlı olan ilişkili bir hacme sahiptir; bu onun molar hacmi.

Gerçekte, molar hacim bir gazdan diğerine değişir, ancak varyasyonlar büyük ve heterojen moleküller değilse küçüktür. Örneğin, 0 ° C ve 1 atm'de amonyağın molar hacmi (NH ₃ , 22.079 L / mol) helyumunkinden (He, 22.435 L / mol) farklıdır.

Tüm gazlar, P ve T'nin bir fonksiyonu olarak değişen bir molar hacme sahiptir ve partikülleri ne kadar büyük olursa olsun, sayıları her zaman aynıdır. Dolayısıyla aslında Avogadro'nun numarası (N _A ) olarak bilinen şeyden türetilmiştir .

Ana gaz kanunları

Gazların davranışı, deneyler, derinlemesine gözlemler ve sonuçların yorumlanması yoluyla yüzyıllardır incelenmiştir.

Bu deneyler, aynı denklemde (ideal gazlarınki) toplanan bir gazın farklı basınç ve sıcaklık koşullarına tepkilerini tahmin etmeye yardımcı olan bir dizi yasa oluşturmayı mümkün kıldı. Bu şekilde, hacmi, sıcaklığı ve basıncı ile belirli bir sistemdeki mol sayısı arasında bir ilişki vardır.

Bu yasalar arasında şu dördü vardır: Boyle, Charles, Gay-Lussac ve Avogadro.

Boyle Kanunu

Kabın hacmini azaltarak basıncı artırın. Kaynak: Gabriel Bolívar

Boyle yasası, sabit sıcaklıkta ideal bir gazın hacminin basıncıyla ters orantılı olduğunu belirtir; yani, kap ne kadar büyükse, duvarlarının aynı miktarda gazdan alacağı basınç o kadar düşük olur.

Charles Kanunu

Çin fenerleri veya dilek balonları. Kaynak: Pxhere.

Charles yasası, sabit basınçta ideal bir gazın hacminin sıcaklığı ile doğru orantılı olduğunu belirtir. Balonlar Charles'ın yasasını gösterir, çünkü ısıtıldıklarında biraz daha şişer, sıvı nitrojene batırılırsa sönerler, çünkü içlerindeki gazın hacmi daralır.

Gay-Lussac Hukuku

Gay-Lussac yasası, sabit hacimde ideal bir gazın basıncının sıcaklığı ile doğru orantılı olduğunu belirtir. İyi kapatılmış bir kazanda, eğer bir gaz kademeli olarak ısıtılırsa, içindeki basınç her seferinde daha büyük olacaktır, çünkü kazanın duvarları deforme olmaz veya genişlemez; yani hacmi değişmez, sabittir.

Avogadro Yasası

Son olarak, Avogadro yasası, ideal bir gazın kapladığı hacmin, parçacıklarının sayısıyla doğru orantılı olduğunu belirtir. Böylece, eğer bir mol parçacığımız varsa (6.02 · 10 ²³ ), o zaman gazın molar hacmine sahip olacağız.

Gaz türleri

Yanıcı gazlar

Termal enerji üretmek için kullanıldıkları için bileşenleri yakıt olarak işlev gören gazlardır. Bunlardan bazıları doğal gaz, sıvılaştırılmış petrol gazı ve hidrojendir.

Endüstriyel gazlar

Sağlık, gıda, çevre koruma, metalurji, kimya endüstrisi, güvenlik sektörleri gibi farklı kullanımlar ve uygulamalar için halka pazarlanan üretilmiş gazlardır. Bu gazlardan bazıları oksijen, nitrojen, helyum, klor, hidrojen, karbon monoksit, propan, metan, azot oksittir.

İnert gazlar

Belirli sıcaklık ve basınç koşulları altında herhangi bir kimyasal reaksiyon oluşturmayan veya çok düşük olan gazlardır. Neon, argon, helyum, kripton ve ksenondur. Reaktif olmayan elementlerin gerekli olduğu kimyasal işlemlerde kullanılırlar.

Gaz halindeki elementlere ve bileşiklere örnekler

Dünya koşullarında periyodik tablonun gaz elementleri nelerdir?

İlk ŞEKİLLERİ hidrojen (H), sahip ₂ moleküller . En hafif asal gaz olan Helyum (He) izler; ve sonra nitrojen (N), oksijen (O) ve flor (F). Bu son üç aynı zamanda iki atomlu moleküller oluşturur: N ₂ , O ₂ ve F ₂ .

Flordan sonra helyumu takip eden asal gaz olan neon (Ne) gelir. Florun altında Cl ₂ molekülleri şeklinde klor (Cl) bulunur .

Daha sonra asal gazların geri kalanı var: argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe), radon (Rn) ve oganeson (Og).

Bu nedenle, toplam on iki gazlı elementtir; yüksek radyoaktif ve kararsız oganesonu dışlarsak on bir.

Gazlı bileşikler

Gaz halindeki elementlere ek olarak, bazı yaygın gaz halindeki bileşikler listelenecektir:

-H ₂ S, hidrojen sülfür, çürük yumurta kokusundan sorumludur

-NH ₃ , amonyak, kullanılan sabunlarda algılanan keskin koku

-CO ₂ , karbondioksit, bir sera gazı

-NO ₂ , nitrojen dioksit

-HAYIR, son derece toksik olduğuna inanılan ancak dolaşım sisteminde önemli bir rol oynayan bir gaz olan nitrojen monoksit

-SO ₃ , kükürt trioksit

-C ₄ H ₁₀ , bütan

-HCl, hidrojen klorür

-O ₃ , ozon

-SF ₆ , kükürt heksaflorür

Referanslar

1. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya (8. baskı). CENGAGE Öğrenme.
2. Gazların Özellikleri. Kurtarıldı: chemed.chem.purdue.edu
3. Vikipedi. (2019). Gaz. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (5 Aralık 2018). Gazlar - Gazların Genel Özellikleri. Kurtarıldı: thinkco.com
5. Harvard Erkek Sağlık Saati. (2019). Gaz durumu. Kurtarıldı: health.harvard.edu
6. Elektronik Soğutma Editörleri. (1 Eylül 1998). Gazların ısıl iletkenliği. Elde edilen: elektronik-cooling.com