ก๊าซ: คุณสมบัติพฤติกรรมรูปร่างตัวอย่าง - เคมี

ก๊าซทั้งหมดที่สารเหล่านั้นหรือสารประกอบที่มีการรวมรัฐมีความอ่อนแอและมีฝนฟ้าคะนองกระจายในขณะที่สูงขึ้นอยู่กับสภาพที่มีอุณหภูมิและความดันปกครองเหนือพวกเขา อาจเป็นรูปแบบของสสารที่อุดมสมบูรณ์เป็นอันดับสองในเอกภพรองจากพลาสมา

บนโลกก๊าซประกอบขึ้นเป็นชั้นบรรยากาศตั้งแต่นอกโลกไปจนถึงโทรโพสเฟียร์และอากาศที่เราหายใจ แม้ว่าก๊าซจะมองไม่เห็นเมื่อกระจายผ่านช่องว่างขนาดใหญ่เช่นท้องฟ้า แต่ก็ถูกตรวจจับได้จากการเคลื่อนไหวของเมฆการหมุนของใบมีดของโรงสีหรือโดยไอระเหยที่หายใจออกจากปากของเราในสภาพอากาศหนาวเย็น

ก๊าซเหล่านี้สามารถสังเกตได้ในปล่องอุตสาหกรรมหรือในบ้านเช่นเดียวกับในอาคารควันที่ปล่อยออกมาจากภูเขาไฟ ที่มา: pxhere.

ในทำนองเดียวกันในด้านสิ่งแวดล้อมที่เป็นลบจะสังเกตได้จากควันดำจากท่อไอเสียของยานพาหนะในเสาควันของอาคารที่ตั้งอยู่ในโรงงานหรือในควันที่เพิ่มขึ้นเมื่อไฟไหม้ป่า

นอกจากนี้คุณยังต้องเผชิญกับปรากฏการณ์ก๊าซเมื่อคุณเห็นไอระเหยที่ออกมาจากท่อระบายน้ำในหนองบึงและสุสานในฟองอากาศภายในตู้ปลาในลูกโป่งสวรรค์ที่ถูกปล่อยขึ้นสู่ท้องฟ้าใน ออกซิเจนที่พืชปล่อยออกมาอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์แสงและแม้กระทั่งอาการเรอและท้องอืด

เมื่อใดก็ตามที่สังเกตเห็นก๊าซหมายความว่ามีปฏิกิริยาทางเคมีเว้นแต่จะได้รับการแก้ไขหรือดูดซึมโดยตรงจากอากาศซึ่งเป็นแหล่งก๊าซหลัก (อย่างผิวเผิน) บนโลก เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นสารทั้งหมด (องค์ประกอบทางเคมี) จะเปลี่ยนเป็นก๊าซรวมทั้งโลหะเช่นเหล็กทองและเงิน

โดยไม่คำนึงถึงลักษณะทางเคมีของก๊าซพวกเขาทั้งหมดมีส่วนร่วมเหมือนกันในระยะห่างที่มากซึ่งแยกอนุภาคของพวกมัน (อะตอมโมเลกุลไอออน ฯลฯ ) ซึ่งเคลื่อนที่โดยพลการผ่านปริมาตรหรือช่องว่างที่กำหนด

คุณสมบัติของก๊าซ

ความแตกต่างของโมเลกุลของของแข็งของเหลวและก๊าซ

กายภาพ

คุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสารหรือสารประกอบที่เกี่ยวข้อง ก๊าซมีความเกี่ยวข้องกับกลิ่นไม่พึงประสงค์หรือการเน่าเสียไม่ว่าจะเป็นเนื่องจากปริมาณกำมะถันหรือการมีเอมีนที่ระเหยได้ ในทำนองเดียวกันพวกเขาจะมองเห็นด้วยสีเขียวน้ำตาลหรือเหลืองซึ่งข่มขู่และให้ลางร้าย

อย่างไรก็ตามก๊าซส่วนใหญ่หรืออย่างน้อยก็มีมากที่สุดนั้นไม่มีสีและไม่มีกลิ่น แม้ว่าพวกมันจะเข้าใจยาก แต่ก็สามารถสัมผัสได้บนผิวหนังและต่อต้านการเคลื่อนไหวแม้กระทั่งการสร้างชั้นความหนืดบนร่างกายที่เคลื่อนผ่านพวกมัน (เช่นเดียวกับเครื่องบิน)

ก๊าซทั้งหมดสามารถสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงของความดันหรืออุณหภูมิซึ่งท้ายที่สุดแล้วเปลี่ยนเป็นของเหลวตามลำดับ นั่นคือพวกมันจะเกิดการควบแน่น (ถ้าทำให้เย็นลง) หรือเป็นของเหลว (ถ้า "กด")

การควบแน่น; จากสถานะก๊าซเป็นสถานะของเหลว

ในทางกลับกันก๊าซสามารถละลายได้ในของเหลวและของแข็งที่มีรูพรุนบางชนิด (เช่นถ่านกัมมันต์) ฟองอากาศเป็นผลมาจากการสะสมของก๊าซที่ยังไม่ละลายในตัวกลางและหลุดรอดไปที่พื้นผิวของของเหลว

การนำไฟฟ้าและความร้อน

ภายใต้สภาวะปกติ (โดยไม่มีอนุภาคไอออไนเซชัน) ก๊าซเป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ไม่ดี อย่างไรก็ตามเมื่อถูกเน้นด้วยอิเล็กตรอนจำนวนมากพวกมันยอมให้กระแสไหลผ่านดังที่เห็นในฟ้าผ่าระหว่างพายุ

ในทางกลับกันที่ความกดดันต่ำและอยู่ภายใต้สนามไฟฟ้าก๊าซบางชนิดโดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกที่มีเกียรติหรือสมบูรณ์แบบจะสว่างขึ้นและแสงของพวกมันถูกใช้ในการออกแบบโฆษณาและโปสเตอร์กลางคืน (แสงนีออน) เช่นเดียวกับที่มีชื่อเสียง หลอดจ่ายไฟฟ้าในโคมไฟถนน

เกี่ยวกับการนำความร้อนก๊าซหลายชนิดมีพฤติกรรมเป็นฉนวนกันความร้อนดังนั้นการรวมตัวกันในการเติมเส้นใยผ้าหรือแผ่นกระจกจึงช่วยป้องกันไม่ให้ความร้อนไหลผ่านและรักษาอุณหภูมิให้คงที่

อย่างไรก็ตามมีก๊าซที่เป็นตัวนำความร้อนที่ดีและอาจทำให้เกิดการไหม้รุนแรงกว่าที่เกิดจากของเหลวหรือของแข็ง ตัวอย่างเช่นเมื่อเกิดขึ้นกับไอน้ำร้อนของคัพเค้กที่อบ (หรือ Empanadas) หรือไอพ่นไอน้ำที่หนีออกจากหม้อต้ม

การเกิดปฏิกิริยา

โดยทั่วไปปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับก๊าซหรือที่เกิดขึ้นจัดว่าเป็นอันตรายและยุ่งยาก

ปฏิกิริยาของพวกมันขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของพวกมันอีกครั้ง อย่างไรก็ตามเมื่อขยายและเคลื่อนย้ายได้อย่างสะดวกต้องใช้ความระมัดระวังและควบคุมมากขึ้นเนื่องจากอาจกระตุ้นให้เกิดแรงดันเพิ่มขึ้นอย่างมากซึ่งทำให้โครงสร้างเครื่องปฏิกรณ์ตกอยู่ในความเสี่ยง นี่ยังไม่ต้องพูดถึงว่าก๊าซเหล่านี้ไวไฟหรือไม่ติดไฟได้อย่างไร

พฤติกรรมของก๊าซ

ในระดับมหภาคเราสามารถเข้าใจถึงพฤติกรรมของก๊าซได้โดยการสังเกตว่าควันวงแหวนหรือ "ลิ้น" ทางวรรณกรรมของบุหรี่มีวิวัฒนาการอย่างไรในอากาศ ในทำนองเดียวกันเมื่อระเบิดควันระเบิดเป็นเรื่องน่าสนใจที่จะให้รายละเอียดการเคลื่อนไหวของเมฆสีต่างๆเหล่านี้

อย่างไรก็ตามการสังเกตดังกล่าวขึ้นอยู่กับการกระทำของอากาศและยังมีอนุภาคของแข็งที่ละเอียดมากลอยอยู่ในควัน ดังนั้นตัวอย่างเหล่านี้จึงไม่เพียงพอที่จะสรุปเกี่ยวกับพฤติกรรมที่แท้จริงของก๊าซ แต่ได้มีการทดลองและพัฒนาทฤษฎีจลน์ของก๊าซ

ในเชิงโมเลกุลและเชิงอุดมคติอนุภาคของก๊าซจะยืดหยุ่นชนกันโดยมีการเคลื่อนที่เชิงเส้นการหมุนและการสั่นสะเทือน พวกมันมีพลังงานเฉลี่ยที่เกี่ยวข้องซึ่งช่วยให้พวกมันเดินทางได้อย่างอิสระผ่านพื้นที่ใด ๆ โดยแทบจะไม่โต้ตอบหรือชนกับอนุภาคอื่นเมื่อปริมาตรรอบตัวเพิ่มขึ้น

พฤติกรรมของมันจะเป็นส่วนผสมของการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติของ Brownian และการชนกันของลูกบิลเลียดที่กระเด้งระหว่างกันและกันและผนังโต๊ะอย่างไม่หยุดหย่อน ถ้าไม่มีกำแพงพวกมันจะกระจายไปไม่มีที่สิ้นสุดเว้นแต่จะถูกแรงโน้มถ่วงรั้งไว้

รูปแบบของก๊าซ

ก๊าซซึ่งแตกต่างจากของเหลวและของแข็งไม่ใช่เรื่องของชนิดควบแน่น นั่นคือการรวมตัวหรือการรวมตัวกันของอนุภาคไม่สามารถกำหนดรูปร่างได้ พวกเขาแบ่งปันกับของเหลวเนื่องจากพวกเขาครอบครองปริมาตรของภาชนะที่บรรจุพวกมันอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตามพวกมันขาดพื้นผิวและแรงตึงผิว

ถ้าความเข้มข้นของก๊าซสูง "ลิ้น" หรือรูปแบบมหภาคที่อธิบายไว้แล้วสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ไม่ช้าก็เร็วสิ่งเหล่านี้จะหายไปเนื่องจากการกระทำของลมหรือเพียงการขยายตัวของก๊าซ ดังนั้นก๊าซจึงครอบคลุมทุกมุมของพื้นที่ จำกัด ซึ่งก่อกำเนิดระบบที่มีความเป็นเนื้อเดียวกันสูง

ตอนนี้ทฤษฎีถือว่าก๊าซเป็นทรงกลมที่แทบจะไม่ชนกันเอง แต่เมื่อทำเช่นนั้นพวกมันก็เด้งกลับอย่างยืดหยุ่น

ทรงกลมเหล่านี้แยกออกจากกันอย่างกว้างขวางดังนั้นก๊าซจึง "เต็ม" ของสุญญากาศ ด้วยเหตุนี้ความเก่งกาจในการผ่านรอยแยกหรือรอยแยกที่น้อยที่สุดและความสะดวกในการบีบอัดอย่างมีนัยสำคัญ

นั่นคือเหตุผลที่ไม่ว่าการติดตั้งเบเกอรี่จะปิดแค่ไหนหากคุณเดินไปข้าง ๆ ก็มั่นใจได้ว่าคุณจะเพลิดเพลินไปกับกลิ่นหอมของขนมปังอบสดใหม่

ความดันของก๊าซ

เชื่อได้ว่าเนื่องจากทรงกลมหรืออนุภาคของก๊าซมีการกระจายตัวและแยกออกจากกันดังนั้นจึงไม่สามารถสร้างแรงกดดันใด ๆ ต่อร่างกายหรือวัตถุได้ อย่างไรก็ตามชั้นบรรยากาศพิสูจน์ให้เห็นว่าความเชื่อดังกล่าวเป็นเท็จมีมวลน้ำหนักและป้องกันไม่ให้ของเหลวระเหยหรือเดือดออกมาจากที่ใด จุดเดือดวัดที่ความดันบรรยากาศ

ความกดดันของก๊าซจะสามารถวัดได้มากขึ้นหากมี manometers หรือถ้าพวกมันอยู่ในภาชนะที่มีผนังที่ไม่สามารถเปลี่ยนรูปได้ ดังนั้นยิ่งมีอนุภาคของก๊าซอยู่ภายในภาชนะมากเท่าใดจำนวนการชนกันระหว่างพวกมันกับผนังก็จะมากขึ้นเท่านั้น

อนุภาคเหล่านี้เมื่อชนกับผนังจะกดมันเนื่องจากพวกมันออกแรงตามสัดส่วนกับพลังงานจลน์บนพื้นผิว ราวกับว่าลูกบิลเลียดในอุดมคติถูกโยนไปที่กำแพง หากมีหลายตัวที่พุ่งเข้ามาด้วยความเร็วสูงมันอาจถึงขั้นแตกหัก

หน่วย

มีหลายหน่วยที่มาพร้อมกับการวัดความดันของก๊าซ บางส่วนที่รู้จักกันดีคือมิลลิเมตรปรอท (mmHg) เช่น torr มีระบบสากลของหน่วย (SI) ที่กำหนดปาสคาล (Pa) ในรูปของ N / m ² ; และจากเขากิโลปาสคาล (kPa) เมกะ (MPa) และกิกา (GPa)

ปริมาตรของก๊าซ

ก๊าซครอบครองและขยายตัวตลอดปริมาตรของภาชนะบรรจุ ยิ่งภาชนะมีขนาดใหญ่ปริมาตรของก๊าซก็จะมากเกินไป แต่ทั้งความดันและความหนาแน่นของมันจะลดลงสำหรับอนุภาคในปริมาณที่เท่ากัน

ในทางกลับกันก๊าซเองก็มีปริมาตรที่สัมพันธ์กันซึ่งขึ้นอยู่กับธรรมชาติหรือโครงสร้างโมเลกุลไม่มากนัก (ตามหลักการ) แต่ขึ้นอยู่กับสภาวะความดันและอุณหภูมิที่ควบคุมมากกว่านั้น นี่คือปริมาตรกรามของมัน

ในความเป็นจริงปริมาตรโมลาร์จะแตกต่างกันไปในแต่ละก๊าซแม้ว่าการแปรผันจะมีขนาดเล็กหากมีขนาดไม่ใหญ่และมีโมเลกุลต่างกัน ตัวอย่างเช่นปริมาตรโมลาร์ของแอมโมเนีย (NH ₃ , 22.079 L / mol) ที่ 0 ° C และ 1 atm แตกต่างจากฮีเลียม (He, 22.435 L / mol)

ก๊าซทั้งหมดมีปริมาตรโมลาร์ที่เปลี่ยนไปตามฟังก์ชันของ P และ T และไม่ว่าอนุภาคจะมีขนาดใหญ่เพียงใดจำนวนของก๊าซเหล่านี้จะเท่ากันเสมอ ดังนั้นในความเป็นจริงมันได้มาจากสิ่งที่เรียกว่าหมายเลขของ Avogadro (N _A )

กฎหมายก๊าซหลัก

พฤติกรรมของก๊าซได้รับการศึกษามานานหลายศตวรรษผ่านการทดลองการสังเกตเชิงลึกและการตีความผลลัพธ์

การทดลองเหล่านี้ทำให้สามารถสร้างกฎชุดหนึ่งซึ่งรวมตัวกันในสมการเดียวกัน (ของก๊าซในอุดมคติ) ช่วยในการทำนายการตอบสนองของก๊าซต่อสภาวะความดันและอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ด้วยวิธีนี้มีความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรอุณหภูมิและความดันตลอดจนจำนวนโมลในระบบที่กำหนด

ในบรรดากฎหมายเหล่านี้มีสี่ข้อต่อไปนี้: Boyle, Charles, Gay-Lussac และ Avogadro

กฎหมายของบอยล์

เพิ่มความดันโดยการลดปริมาตรของภาชนะ ที่มา: Gabriel Bolívar

กฎของบอยล์ระบุว่าที่อุณหภูมิคงที่ปริมาตรของก๊าซในอุดมคติจะแปรผกผันกับความดัน นั่นคือยิ่งภาชนะมีขนาดใหญ่ความดันที่ผนังจะลดลงจากปริมาณก๊าซเท่ากัน

กฎหมายชาร์ลส์

โคมไฟจีนหรือลูกโป่งปรารถนา ที่มา: pxhere.

กฎของชาร์ลส์ระบุว่าที่ความดันคงที่ปริมาตรของก๊าซในอุดมคติจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิของมัน ลูกโป่งแสดงให้เห็นถึงกฎของชาร์ลส์เพราะหากได้รับความร้อนจะพองขึ้นอีกเล็กน้อยในขณะที่หากจมอยู่ในไนโตรเจนเหลวพวกมันจะยุบตัวลงเนื่องจากปริมาตรของก๊าซที่อยู่ในนั้นหดตัว

กฎหมายเกย์ - ลัสซัค

กฎของเกย์ - ลัสซัคระบุว่าที่ปริมาตรคงที่ความดันของก๊าซในอุดมคติจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิของมัน ในหม้อต้มที่ปิดสนิทหากก๊าซได้รับความร้อนอย่างต่อเนื่องทุกครั้งที่ความดันภายในจะสูงขึ้นเนื่องจากผนังของหม้อไม่ทำให้เสียรูปหรือขยายตัว นั่นคือปริมาตรของมันไม่เปลี่ยนแปลงมันคงที่

กฎหมายของ Avogadro

ในที่สุดกฎหมายของ Avogadro ระบุว่าปริมาตรที่ครอบครองโดยก๊าซในอุดมคตินั้นแปรผันตรงกับจำนวนอนุภาคของมัน ดังนั้นถ้าเรามีอนุภาคหนึ่งโมล (6.02 · 10 ²³ ) เราก็จะมีปริมาตรโมลาร์ของก๊าซ

ประเภทของก๊าซ

ก๊าซที่ติดไฟได้

เป็นก๊าซที่มีส่วนประกอบเป็นเชื้อเพลิงเนื่องจากใช้ในการผลิตพลังงานความร้อน บางส่วนเป็นก๊าซธรรมชาติก๊าซปิโตรเลียมเหลวและไฮโดรเจน

ก๊าซอุตสาหกรรม

ก๊าซเหล่านี้เป็นก๊าซที่ผลิตขึ้นซึ่งวางตลาดต่อสาธารณะสำหรับการใช้งานและการใช้งานที่แตกต่างกันเช่นเพื่อสุขภาพอาหารการปกป้องสิ่งแวดล้อมโลหะอุตสาหกรรมเคมีภาคความปลอดภัยและอื่น ๆ ก๊าซเหล่านี้บางส่วน ได้แก่ ออกซิเจนไนโตรเจนฮีเลียมคลอรีนไฮโดรเจนคาร์บอนมอนอกไซด์โพรเพนมีเทนไนตรัสออกไซด์และอื่น ๆ

ก๊าซเฉื่อย

เป็นก๊าซที่อยู่ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันที่เฉพาะเจาะจงไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีใด ๆ หรือมีค่าต่ำมาก ได้แก่ นีออนอาร์กอนฮีเลียมคริปทอนและซีนอน ใช้ในกระบวนการทางเคมีซึ่งจำเป็นต้องมีองค์ประกอบที่ไม่ทำปฏิกิริยา

ตัวอย่างของธาตุและสารประกอบที่เป็นก๊าซ

องค์ประกอบก๊าซของตารางธาตุภายใต้สภาวะโลกคืออะไร?

ครั้งแรกที่เรามีไฮโดรเจน (H) ซึ่งรูปแบบ H ₂โมเลกุล ฮีเลียม (He) ก๊าซมีตระกูลที่เบาที่สุดดังนี้; แล้วไนโตรเจน (N) ออกซิเจน (O) และฟลูออรีน (F) เหล่านี้ช่วงสามยังเป็นโมเลกุล: N ₂ , O _2,และ F 2

หลังจากฟลูออรีนมานีออน (Ne) ก๊าซมีตระกูลที่ตามฮีเลียม ด้านล่างฟลูออรีนเรามีคลอรีน (Cl) ในรูปแบบของ Cl ₂โมเลกุล

ต่อไปเราจะมีก๊าซมีตระกูลที่เหลือ ได้แก่ อาร์กอน (Ar) คริปทอน (Kr) ซีนอน (Xe) เรดอน (Rn) และโอกาเนสัน (Og)

ดังนั้นจึงเป็นองค์ประกอบของก๊าซทั้งหมดสิบสองชนิด สิบเอ็ดถ้าเราไม่รวมโอกาเนสันที่มีกัมมันตภาพรังสีสูงและไม่เสถียร

สารประกอบก๊าซ

นอกเหนือจากองค์ประกอบที่เป็นก๊าซแล้วสารประกอบก๊าซทั่วไปบางชนิดจะแสดงรายการ:

-H ₂ S ไฮโดรเจนซัลไฟด์มีหน้าที่ทำให้เกิดกลิ่นไข่เน่า

-NH ₃แอมโมเนียกลิ่นหอมฉุนที่รับรู้ได้ในสบู่ที่ใช้แล้ว

-CO ₂คาร์บอนไดออกไซด์ก๊าซเรือนกระจก

-NO ₂ไนโตรเจนไดออกไซด์

-NO ไนโตรเจนมอนอกไซด์ซึ่งเป็นก๊าซที่เชื่อว่าเป็นพิษสูง แต่มีบทบาทสำคัญต่อระบบไหลเวียนโลหิต

-SO ₃ , ซัลเฟอร์ไตรออกไซด์

-C ₄ H ₁₀บิวเทน

-HCl ไฮโดรเจนคลอไรด์

-O ₃โอโซน

-SF ₆ , ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์

อ้างอิง

Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
คุณสมบัติของก๊าซ กู้คืนจาก: chemed.chem.purdue.edu
วิกิพีเดีย (2019) แก๊ส. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 ธันวาคม 2561). ก๊าซ - คุณสมบัติทั่วไปของก๊าซ ดึงมาจาก: thoughtco.com
Harvard Men's Health Watch. (2019) สถานะของก๊าซ กู้คืนจาก: health.harvard.edu
บรรณาธิการด้านการทำความเย็นอิเล็กทรอนิกส์ (1 กันยายน 2541). การนำความร้อนของก๊าซ ดึงมาจาก: electronics-cooling.com

ก๊าซ: คุณสมบัติพฤติกรรมรูปร่างตัวอย่าง - เคมี - 2025