GAS: SIFAT, TINGKAH LAKU, BENTUK, CONTOH - KIMIA - 2025

The gas semua bahan-bahan atau sebatian yang negeri pengagregatan lemah dan berselerak, manakala sangat bergantung kepada suhu dan tekanan syarat yang mengawal ke atas mereka. Mereka mungkin merupakan bentuk bahan kedua paling banyak di seluruh Alam Semesta selepas plasma.

Di Bumi, gas membentuk lapisan atmosfer, dari eksosfera ke troposfer dan udara yang kita hirup. Walaupun gas tidak dapat dilihat ketika disebarkan melalui ruang yang besar, seperti langit, ia dapat dikesan oleh pergerakan awan, putaran bilah kilang, atau oleh uap yang dikeluarkan dari mulut kita dalam iklim yang sejuk.

Gas dapat dilihat di cerobong perindustrian atau rumah, serta di menara asap yang berasal dari gunung berapi. Sumber: Pxhere.

Begitu juga dengan aspek persekitaran yang negatif, asap hitam dapat dilihat dari paip ekzos kenderaan, tiang asap menara yang terletak di kilang, atau asap yang timbul ketika hutan terbakar.

Anda juga berhadapan dengan fenomena gas ketika anda melihat wap yang keluar dari saluran pembuangan, di lorong-lorong paya dan perkuburan, di dalam gelembung yang menggelegak di dalam tangki ikan, di belon helium yang dilepaskan ke langit, di oksigen yang dikeluarkan oleh tumbuhan sebagai hasil fotosintesisnya, dan bahkan dalam keadaan bersendawa dan kembung.

Di mana sahaja gas diperhatikan bererti terdapat tindak balas kimia, kecuali jika gas tersebut tetap atau berasimilasi langsung dari udara, sumber gas utama (secara dangkal) di planet ini. Apabila suhu meningkat, semua bahan (unsur kimia) akan berubah menjadi gas, termasuk logam seperti besi, emas, dan perak.

Terlepas dari sifat kimia gas, semuanya sama-sama memiliki jarak yang besar yang memisahkan zarah mereka (atom, molekul, ion, dll.), Yang bergerak secara kacau dan sewenang-wenangnya melalui isipadu atau ruang tertentu.

Sifat gas

Perbezaan molekul pepejal, cecair dan gas

Fizikal

Sifat fizikal gas berbeza bergantung pada bahan atau sebatian apa yang terlibat. Gas sering dikaitkan dengan bau busuk atau pembusukan, baik kerana kandungan sulfurnya, atau adanya amina yang tidak menentu. Begitu juga, mereka digambarkan dengan warna kehijauan, coklat atau kekuningan, yang menakutkan dan memberi pertanda buruk.

Walau bagaimanapun, kebanyakan gas, atau paling tidak banyak, sebenarnya tidak berwarna dan tidak berbau. Walaupun sukar difahami, ia dapat dirasakan pada kulit dan menahan pergerakan, bahkan membuat lapisan likat pada badan yang melaluinya (seperti yang terjadi pada pesawat).

Semua gas dapat mengalami perubahan tekanan atau suhu yang akhirnya mengubahnya menjadi cecair masing-masing; iaitu, mereka mengalami pemeluwapan (jika disejukkan) atau pencairan (jika "ditekan").

Pemeluwapan; dari keadaan gas ke keadaan cair

Sebaliknya, gas mampu larut dalam cecair dan beberapa pepejal berpori (seperti karbon aktif). Gelembung adalah hasil pengumpulan gas yang belum larut dalam medium dan melarikan diri ke permukaan cecair.

Kekonduksian elektrik dan terma

Dalam keadaan normal (tanpa pengionan zarah mereka), gas adalah konduktor haba dan elektrik yang lemah. Namun, apabila tertekan dengan banyak elektron, mereka membiarkan arus melewatinya, seperti yang dilihat dalam kilat semasa ribut.

Sebaliknya, pada tekanan rendah dan terkena medan elektrik, beberapa gas, terutamanya yang mulia atau sempurna, menyala dan lampu mereka digunakan untuk reka bentuk iklan dan poster malam (lampu neon), dan juga yang terkenal lampu pelepasan elektrik di lampu jalan.

Mengenai kekonduksian terma, banyak gas berperanan sebagai penebat haba, jadi penggabungannya dalam pengisian serat, kain, atau panel kaca, membantu mengelakkan haba melaluinya dan menjaga suhu tetap.

Walau bagaimanapun, terdapat gas yang merupakan konduktor panas yang baik, dan boleh menyebabkan luka bakar yang lebih teruk daripada yang disebabkan oleh cecair atau pepejal; sebagai contoh, seperti yang berlaku dengan wap panas dari kek cawan yang dibakar (atau empanada), atau dengan jet stim yang keluar dari dandang.

Kereaktifan

Reaksi yang melibatkan gas, atau di mana ia berlaku, umumnya diklasifikasikan sebagai berbahaya dan membebankan.

Kereaktifan mereka bergantung sekali lagi pada sifat kimianya; Walau bagaimanapun, ketika mengembang dan bergerak dengan sangat mudah, penjagaan dan kawalan yang lebih besar mesti dilakukan kerana dapat memicu peningkatan tekanan yang drastik yang membahayakan struktur reaktor; Ini belum lagi bagaimana gas mudah terbakar atau tidak mudah terbakar.

Kelakuan gas

Secara makroskopik seseorang dapat memperoleh gambaran tentang tingkah laku gas dengan menyaksikan bagaimana asap, cincin, atau "lidah" ​​sastera rokok berkembang di udara. Begitu juga, apabila bom tangan asap meletup, sangat menarik untuk memperincikan pergerakan awan berwarna yang berbeza ini.

Walau bagaimanapun, pemerhatian seperti itu dikenakan tindakan udara, dan juga fakta bahawa terdapat zarah pepejal yang sangat halus yang terampai di dalam asap. Oleh itu, contoh-contoh ini tidak cukup untuk mencapai kesimpulan mengenai tingkah laku gas yang sebenarnya. Sebaliknya, eksperimen telah dijalankan dan teori kinetik gas dikembangkan.

Secara molekul dan idealnya, zarah-zarah gas bertembung secara elastik antara satu sama lain, mempunyai anjakan linear, putaran dan getaran. Mereka mempunyai tenaga rata-rata yang berkaitan, yang membolehkan mereka bergerak bebas melalui ruang mana pun tanpa hampir berinteraksi atau bertabrakan dengan zarah lain ketika isipadu di sekitarnya meningkat.

Tingkah lakunya akan menjadi campuran pergerakan Brown yang tidak menentu, dan perlanggaran beberapa bola biliar yang melambung antara satu sama lain dan dinding meja; jika tidak ada dinding, mereka akan meresap hingga tak terhingga, kecuali jika mereka ditahan oleh kekuatan: graviti.

Bentuk gas

Gas, tidak seperti cecair dan pepejal, bukan dari jenis pekat; iaitu agregasi atau kohesi zarahnya tidak pernah berjaya menentukan bentuk. Mereka berkongsi dengan cecair fakta bahawa mereka benar-benar memenuhi isipadu bekas yang mengandunginya; namun, kekurangan ketegangan permukaan dan permukaan.

Sekiranya kepekatan gas tinggi, "lidah" ​​atau bentuk makroskopik yang telah dijelaskan dapat dilihat dengan mata kasar. Ini, lambat laun, akan hilang kerana tindakan angin atau pengembangan gas semata-mata. Oleh itu, gas meliputi semua sudut ruang terhad yang berasal dari sistem yang sangat homogen.

Sekarang, teori dengan mudah menganggap gas sebagai sfera yang hampir tidak bertembung dengan dirinya sendiri; tetapi apabila mereka melakukannya, mereka pulih secara elastik.

Sfera ini dipisahkan secara meluas antara satu sama lain, jadi gas praktikalnya "penuh" dengan vakum; oleh itu fleksibiliti untuk melewati celah atau celah sedikit, dan kemudahan dapat memampatkannya dengan ketara.

Itulah sebabnya, tidak kira seberapa tertutup pemasangan kedai roti, jika anda berjalan di sebelahnya sudah pasti anda akan menikmati aroma roti yang baru dibakar.

Tekanan gas

Boleh dipercayai bahawa kerana sfera atau zarah-zarah gas begitu tersebar dan dipisahkan, mereka tidak mampu menghasilkan tekanan pada badan atau benda. Akan tetapi, atmosfera membuktikan bahawa kepercayaan itu salah: ia mempunyai jisim, berat, dan mencegah cecair menguap atau mendidih entah dari mana. Titik didih diukur pada tekanan atmosfera.

Tekanan gas menjadi lebih besar jika manometer tersedia, atau jika tertutup dalam bekas dengan dinding yang tidak boleh ubah bentuk. Oleh itu, semakin banyak zarah gas yang ada di dalam bekas, semakin banyak jumlah perlanggaran di antara mereka dan dindingnya.

Zarah-zarah ini, ketika mereka bertabrakan dengan dinding, tekannya, kerana mereka memberikan daya yang sebanding dengan tenaga kinetik mereka di permukaannya. Seolah-olah bola biliar yang ideal dilemparkan ke dinding; jika ada banyak yang memukul mereka dengan kelajuan tinggi, ia juga boleh pecah.

Unit

Terdapat banyak unit yang menyertai pengukuran tekanan gas. Beberapa yang paling terkenal ialah milimeter merkuri (mmHg), seperti torr. Terdapat sistem unit antarabangsa (SI) yang menentukan pascal (Pa) dari segi N / m ² ; dan daripadanya, kilo (kPa), mega (MPa) dan giga (GPa) pascal.

Isipadu gas

Sebiji gas menempati dan mengembang ke seluruh isipadu bekas. Semakin besar bekas, jumlah gas akan terlalu banyak; tetapi tekanan dan ketumpatannya akan berkurang untuk jumlah zarah yang sama.

Gas itu sendiri, sebaliknya, mempunyai isipadu yang berkaitan yang tidak terlalu bergantung pada sifat atau struktur molekulnya (idealnya), tetapi pada keadaan tekanan dan suhu yang mengaturnya; ini, isipadu molarnya.

Pada hakikatnya, isipadu molar berbeza dari satu gas ke gas yang lain, walaupun variasinya kecil jika molekulnya tidak besar dan heterogen. Contohnya, isipadu molar ammonia (NH ₃ , 22.079 L / mol) pada 0 ° C dan 1 atm, berbeza dengan helium (He, 22.435 L / mol).

Semua gas mempunyai isipadu molar yang berubah sebagai fungsi P dan T, dan tidak kira seberapa besar zarahnya, bilangannya selalu sama. Oleh itu sebenarnya ia berasal dari apa yang dikenali nombor Avogadro (N _A ).

Undang-undang gas utama

Tingkah laku gas telah dikaji selama berabad-abad melalui eksperimen, pemerhatian mendalam, dan penafsiran hasilnya.

Eksperimen ini memungkinkan untuk menetapkan satu rangkaian undang-undang yang, yang dikumpulkan dalam persamaan yang sama (dengan gas ideal), membantu meramalkan tindak balas gas terhadap keadaan tekanan dan suhu yang berbeza. Dengan cara ini, ada hubungan antara isipadu, suhu dan tekanannya, serta jumlah tahi lalatnya dalam sistem tertentu.

Antara undang-undang ini adalah empat berikut: Boyle, Charles, Gay-Lussac dan Avogadro.

Undang-undang Boyle

Peningkatan tekanan dengan mengurangkan isipadu bekas. Sumber: Gabriel Bolívar

Undang-undang Boyle menyatakan bahawa pada suhu tetap, isipadu gas yang ideal berbanding terbalik dengan tekanannya; iaitu, semakin besar bekas, semakin rendah tekanan yang akan dialami dindingnya dari jumlah gas yang sama.

Undang-undang Charles

Tanglung Cina atau menginginkan belon. Sumber: Pxhere.

Undang-undang Charles menyatakan bahawa pada tekanan berterusan, isipadu gas ideal berkadar terus dengan suhunya. Belon menunjukkan undang-undang Charles, kerana jika dipanaskan mereka akan mengembang sedikit, sedangkan jika mereka direndam dalam nitrogen cair, mereka mengempis kerana jumlah gas di dalamnya berkontrak.

Undang-undang Gay-Lussac

Undang-undang Gay-Lussac menyatakan bahawa pada isipadu tetap, tekanan gas yang ideal berkadar terus dengan suhu. Dalam kuali tertutup dengan baik, jika gas dipanaskan secara progresif, setiap kali tekanan di dalamnya akan lebih besar, kerana dinding kuali tidak cacat atau mengembang; iaitu, kelantangannya tidak berubah, ia tetap.

Undang-undang Avogadro

Akhirnya, undang-undang Avogadro menyatakan bahawa isipadu yang diisi oleh gas ideal berkadar terus dengan bilangan zarahnya. Oleh itu, jika kita mempunyai satu mol partikel (6.02 · 10 ²³ ), maka kita akan mempunyai isipadu molar gas.

Jenis gas

Gas yang mudah terbakar

Mereka adalah gas yang komponennya berfungsi sebagai bahan bakar, kerana digunakan untuk pengeluaran tenaga termal. Sebahagian daripadanya adalah gas asli, gas petroleum cecair, dan hidrogen.

Gas perindustrian

Mereka adalah gas buatan, yang dipasarkan kepada umum untuk kegunaan dan aplikasi yang berlainan, seperti kesihatan, makanan, perlindungan alam sekitar, metalurgi, industri kimia, sektor keselamatan. Sebilangan gas tersebut adalah oksigen, nitrogen, helium, klorin, hidrogen, karbon monoksida, propana, metana, nitrat oksida, antara lain.

Gas lengai

Mereka adalah gas yang dalam keadaan suhu dan tekanan tertentu, tidak menghasilkan tindak balas kimia atau yang sangat rendah. Mereka adalah neon, argon, helium, krypton, dan xenon. Mereka digunakan dalam proses kimia di mana unsur-unsur tidak reaktif diperlukan.

Contoh unsur dan sebatian gas

Apakah unsur-unsur gas dari jadual berkala dalam keadaan Bumi?

Kita mula-mula mempunyai hidrogen (H), yang membentuk H ₂ molekul . Helium (Dia), gas mulia paling ringan, mengikuti; dan kemudian nitrogen (N), oksigen (O) dan fluorin (F). Ketiga-tiga yang terakhir ini juga membentuk molekul diatomik: N ₂ , O _2, dan F ₂ .

Selepas fluorin muncul neon (Ne), gas mulia yang mengikuti helium. Di bawah fluorin kita mempunyai klorin (Cl), dalam bentuk molekul Cl ₂ .

Seterusnya kita mempunyai sisa gas mulia: argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), radon (Rn) dan oganeson (Og).

Oleh itu, mereka adalah dua belas unsur gas; sebelas jika kita mengecualikan oganeson yang sangat radioaktif dan tidak stabil.

Sebatian gas

Sebagai tambahan kepada unsur gas, beberapa sebatian gas biasa akan disenaraikan:

-H ₂ S, hidrogen sulfida, bertanggungjawab terhadap bau telur busuk

-NH ₃ , amonia, aroma pedas yang dirasakan pada sabun bekas

-CO ₂ , karbon dioksida, gas rumah hijau

-NO ₂ , nitrogen dioksida

-NO, nitrogen monoksida, gas yang dipercayai sangat toksik tetapi memainkan peranan penting dalam sistem peredaran darah

-SO ₃ , sulfur trioksida

-C ₄ H ₁₀ , butana

-HCl, hidrogen klorida

-O ₃ , ozon

-SF ₆ , sulfur hexafluorida

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
2. Sifat Gas. Dipulihkan dari: chemed.chem.purdue.edu
3. Wikipedia. (2019). Gas. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 Disember 2018). Gas - Sifat Umum Gas. Dipulihkan dari: thinkco.com
5. Jam Tangan Kesihatan Harvard Men's. (2019). Keadaan gas. Dipulihkan dari: health.harvard.edu
6. Penyunting Penyejukan Elektronik. (1 September 1998). Kekonduksian terma gas. Dipulihkan dari: electronics-cooling.com