- Kenmerken van de gasvormige toestand
- Mist volume of vorm
- Slechte warmtegeleider
- Reagentia
- Kleine deeltjes
- Interacties
- Algemene wet van de gasvormige toestand
- Voorbeelden van gasvormige toestand
- Gasvormige elementen
- Gasvormige verbindingen
- Referenties
De gasvormige toestand is een toestand van aggregatie van materie waarin de deeltjes bij elkaar worden gehouden door zwakke interacties, in staat om in alle richtingen van de container die ze bevat te bewegen. Van alle fysieke toestanden van materie is de gasvormige toestand degene die de grootste vrijheid en chaos manifesteert.
Gassen oefenen druk uit, dragen warmte en bestaan uit allerlei kleine deeltjes. Onze atmosfeer en de lucht die we inademen is een manifestatie van de gasvormige toestand hier op aarde.
Bij rookemissies kan het gedrag van gassen worden waargenomen voordat ze door de atmosfeer worden verspreid. Bron: Pexels.
Voorbeelden van gassen zijn broeikasgassen, zoals waterdamp, kooldioxide, methaan of ozon. De kooldioxide die we uitademen in onze adem is een ander voorbeeld van een gasvormige substantie.
De gasvormige deeltjes zijn gebonden door zwakke interacties en bewegen door de container. Opgemerkt wordt dat de deeltjes van de vloeibare toestand meer verenigd zijn, en die van de vaste stof nauw verenigd
Vloeistoffen en vaste stoffen zullen bijvoorbeeld niet bewegen naar posities buiten hun eigen materiaalgrenzen, een feit dat gassen niet doen. De rook van de sigaretten, van de schoorstenen en van de torens, laat op zichzelf zien hoe het gas stijgt en zich door de omgeving verspreidt zonder dat iets het tegenhoudt.
Kenmerken van de gasvormige toestand
Mist volume of vorm
De gasvormige toestand wordt gekenmerkt doordat hij geen gedefinieerde vorm of volume heeft. Als er geen grenzen zijn om het tegen te houden, verspreidt het zich door de atmosfeer. Net als helium zal het uit de aarde ontsnappen.
Een gas kan alleen de vorm aannemen die wordt opgelegd door een container. Als een container cilindrisch is, heeft het gas de vorm van een cilinder.
Slechte warmtegeleider
Deze toestand wordt ook gekenmerkt door een slechte geleider van zowel warmte als elektriciteit. Het is over het algemeen minder dicht in vergelijking met vaste en vloeibare toestanden.
Omdat de meeste gassen kleurloos zijn, zoals zuurstof en koolstofdioxide, kun je bepalen hoeveel er in een container zit door hun druk te meten.
Reagentia
Gassen hebben de neiging reactiever te zijn, met uitzondering van edelgassen, dan vloeistoffen of vaste stoffen, en daarom zijn ze potentieel gevaarlijk, hetzij vanwege brandgevaar, hetzij omdat ze gemakkelijk de ademhalingssystemen van personen kunnen binnendringen.
Kleine deeltjes
De gasvormige deeltjes zijn meestal ook klein, omdat ze atomen of eenvoudige moleculen zijn.
Bijvoorbeeld waterstofgas, H 2 , is een klein molecuul bestaat uit twee waterstofatomen. We hebben ook helium, Hij, waarvan de atomen nog kleiner zijn.
Interacties
De interacties in gasvormige toestand zijn verwaarloosbaar. Hierin verschilt het enorm van de vloeibare en vaste toestand, waarin de deeltjes zeer samenhangend zijn en sterk met elkaar in wisselwerking staan. In de moleculen die de vloeibare en vaste toestand vormen, is er nauwelijks een bepaald moleculair vacuüm tussen beide.
De deeltjes in gasvormige toestand staan erg ver uit elkaar, er zit veel vacuüm tussen. Het is niet langer een vacuüm op moleculaire schaal. De afstand die hen scheidt is zo groot dat elk deeltje in het gas vrij is, onverschillig voor zijn omgeving, tenzij het in zijn chaotische traject botst met een ander deeltje of tegen de wand van de container.
Als wordt aangenomen dat er geen container is, kan het vacuüm tussen de gasdeeltjes worden gevuld met lucht, die het gas in de richting van zijn stroom duwt en sleept. Dat is de reden waarom lucht, die uit een gasvormig mengsel bestaat, gasvormige stoffen door de lucht kan vervormen en verspreiden, zolang ze niet veel dichter zijn dan het.
Algemene wet van de gasvormige toestand
De experimentele studie van het gedrag en de mechanica van gassen resulteerde in verschillende wetten (Boyle, Charles, Gay-Lussac) die gecombineerd kunnen worden om te kunnen voorspellen wat de parameters van een gassysteem of fenomeen zullen zijn, dat wil zeggen, wat zal de temperatuur, het volume zijn en druk.
Deze algemene wet heeft de volgende wiskundige uitdrukking:
P = KT / V
Waar K een constante is, P de druk, V het volume en T de temperatuur van het gas op een Kelvinschaal. Als je dus twee variabelen kent (om te zeggen, P en V), kan de derde worden opgelost, wat de onbekende (T) zou worden.
Deze wet stelt ons bijvoorbeeld in staat om te weten wat de temperatuur van een gas, ingesloten in een container met volume V, moet zijn om een druk P te vertonen.
Als we de bijdrage van Amadeus Avogadro aan deze wet toevoegen, dan hebben we de ideale gaswet, die ook het aantal deeltjes omvat, en daarmee de molaire concentratie van het gas:
P = nRT / V
Waar n overeenkomt met het aantal mol van het gas. De vergelijking kan worden herschreven als:
P = cRT
Waar c is de molaire concentratie van het gas (n / V). Dus, uit een algemene wet, wordt de ideale wet verkregen die beschrijft hoe druk, concentratie, temperatuur en volume van een ideaal gas gerelateerd zijn.
Voorbeelden van gasvormige toestand
Gasvormige elementen
Het periodiek systeem zelf biedt een goed repertoire van voorbeelden van elementen die als gassen op aarde voorkomen. Tussen hen hebben we:
-Waterstof
-Helium
-Stikstof
-Zuurstof
-Fluor
-Chloor
-Neon
-Argon
-Krypton
-Xenon
Dit betekent niet dat de andere elementen niet gasvormig kunnen worden. Metalen kunnen bijvoorbeeld in gassen veranderen als ze worden blootgesteld aan temperaturen die hoger zijn dan hun respectievelijke kookpunten. Er kunnen dus gassen zijn van deeltjes ijzer, kwik, zilver, goud, koper, zirkonium, iridium, osmium; van elk metaal.
Gasvormige verbindingen
In de volgende lijst hebben we enkele voorbeelden van gasvormige verbindingen:
-Koolmonoxide, CO
Lewis-structuur van koolmonoxide
-Kooldioxide, CO 2 (gas dat onze uitademingen vormt)
-Ammonia, NH 3 (vitale stof voor eindeloze industriële processen)
-Zwaveltrioxide, SO 3
-Methaan, CH 4 (huishoudgas, waarmee het wordt gekookt)
Methaan structuur
-Ethaan, CH 3 CH 3
-Stikstofdioxide, NO 2 (bruin gas)
-Fosgeen, COCl 2 (zeer giftige stof)
-Air (zijnde een mengsel van stikstof, zuurstof, argon en andere gassen)
-Waterdamp, H 2 O (dat deel uitmaakt van wolken, geisers, machine-verdampers, enz.).
-Acetyleen, HC≡CH
Structuurformule van acetyleen
-Jodiumdampen, I 2 (paars gas)
-Zwavelhexafluoride, SF 6 (zeer dicht en zwaar gas)
-Hydrazine, N 2 H 4
-Waterstofchloride, HCl (dat wanneer opgelost in water zoutzuur produceert)
Referenties
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
- Wikipedia. (2020). Gas. Hersteld van: en.wikipedia.org
- Edward A. Mason. (6 februari 2020). Gas. Encyclopædia Britannica. Hersteld van: britannica.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 februari 2020). Gasdefinitie en voorbeelden in de chemie. Hersteld van: thoughtco.com
- Maria Estela Raffino. (12 februari 2020). Wat is de gasvormige toestand? Hersteld van: concept.de