気体の状態は、粒子は、それらを含有する容器の全方向に移動可能である、弱い相互作用によって一緒に保持された物質の凝集状態です。物質のすべての物理的状態の中で、ガス状のものは最大の自由と混乱を明らかにするものです。
ガスは圧力をかけ、熱を運び、あらゆる種類の小さな粒子で構成されています。私たちの大気と私たちが呼吸する空気は、この地球上のガス状の状態の現れです。
煙の放出では、ガスが大気中に拡散する前に、ガスの挙動を観察できます。出典:Pexels。
ガスの例は、水蒸気、二酸化炭素、メタン、オゾンなどの温室効果ガスです。私たちが息を吐き出す二酸化炭素は、ガス状物質のもう1つの例です。
ガス状粒子は弱い相互作用によって束縛され、コンテナ内を移動します。液体状態の粒子はより結合されており、固体粒子は密接に結合されていることが観察されます
たとえば、液体と固体は、それ自体の材料の限界を超える位置には移動しませんが、気体には移動しません。タバコ、煙突、塔からの煙は、ガスが止まることなくどのように上昇し、環境中を拡散するかを示しています。
気体状態の特徴
ボリュームまたは形状がない
気体状態は、定義された形状または体積を持たないことを特徴とします。それを抑える境界線がなければ、大気中に広がります。ヘリウムのように、それは地球から脱出します。
ガスは、コンテナによって課された形状のみを取ることができます。容器が円筒形の場合、ガスは円筒のような形になります。
熱の悪い導体
この状態は、熱と電気の両方の伝導が悪いという特徴もあります。一般に、固体や液体の状態に比べて密度が低くなります。
酸素や二酸化炭素など、ほとんどのガスは無色であるため、それらの圧力を測定することで、それらがどれだけコンテナ内にあるかを判断できます。
試薬
ガスは、希ガスを除いて、液体や固体よりも反応性が高い傾向があります。そのため、火災の危険性のため、または個人の呼吸器系に簡単に入る可能性があるため、ガスは潜在的に危険です。
小さな粒子
ガス状粒子も通常は小さく、原子または単純な分子です。
たとえば、水素ガスH 2は、2つの水素原子で構成される非常に小さな分子です。原子がさらに小さいヘリウムHeもあります。
相互作用
気体状態での相互作用は無視できます。この点で、粒子が非常に凝集して互いに強く相互作用する液体および固体状態とは大きく異なります。液体と固体を形成する分子では、分子間に一定の分子真空はほとんどありません。
気体状態の粒子は互いに非常に離れており、それらの間には多くの真空があります。それはもはや分子スケールの真空ではありません。それらを分離する距離は非常に大きいため、無秩序な軌道で別の粒子と衝突したり、コンテナの壁に衝突したりしない限り、ガス内の各粒子は自由で周囲に影響されません。
コンテナがないと仮定すると、ガス粒子間の真空は空気によって満たされ、ガスはその電流の方向に押したり引かれたりします。そのため、気体混合物からなる空気は、気体物質がそれよりも密度が高くない限り、気体物質を変形させて空に拡散させることができます。
気体状態の一般法
いくつかの法則(Boyle、Charles、Gay-Lussac)から導き出された気体の挙動と力学の実験的研究。これらは組み合わされて、気体システムまたは現象のパラメーターがどのようになるか、つまり、その温度、体積が予測されます。そして圧力。
この一般法則には、次の数式があります。
P = KT / V
ここで、Kは定数、Pは圧力、Vは体積、Tはガスの温度をケルビンスケールで表します。したがって、2つの変数(つまり、PとV)が分かれば、3番目の変数を解くことができ、未知の(T)になります。
この法則により、たとえば、体積Vの容器に封入されているガスの温度が、圧力Pを示すために必要な温度を知ることができます。
この法則にアマデウスアボガドロの寄与を追加すると、理想的な気体の法則が得られます。これには、粒子の数と、気体のモル濃度も含まれます。
P = nRT / V
ここで、nはガスのモル数に対応します。方程式は次のように書き直すことができます。
P = cRT
ここで、cはガスのモル濃度(n / V)です。したがって、一般法則から、理想気体の圧力、濃度、温度、体積がどのように関連しているかを表す理想法則が得られます。
気体状態の例
ガス状要素
周期表自体は、地球上でガスとして発生する元素の例の優れたレパートリーを提供します。それらの間に私達は持っています:
-水素
-ヘリウム
-窒素
-酸素
-フッ素
-塩素
-ネオン
-アルゴン
-クリプトン
-キセノン
これは、他の要素が気体になることができないことを意味しません。たとえば、金属は、それぞれの沸点よりも高い温度にさらされるとガスに変化する可能性があります。したがって、鉄、水銀、銀、金、銅、ジルコニウム、イリジウム、オスミウムの粒子からのガスが存在する可能性があります。金属の。
ガス状化合物
次のリストに、ガス状化合物の例をいくつか示します。
-一酸化炭素、CO
一酸化炭素のルイス構造
-二酸化炭素、CO 2(呼気を構成するガス)
-アンモニア、NH 3(無限の工業プロセスに不可欠な物質)
-三酸化硫黄、SO 3
-メタン、CH 4(家庭用ガス、一緒に調理される)
メタンの構造
-エタン、CH 3 CH 3
-二酸化窒素、NO 2(茶色のガス)
-ホスゲン、COCl 2(高毒性物質)
-空気(窒素、酸素、アルゴン、その他のガスの混合物)
-水蒸気、H 2 O(雲、間欠泉、機械気化器などの一部)。
-アセチレン、HC≡CH
アセチレン構造式
-ヨウ素蒸気、I 2(紫ガス)
-六フッ化硫黄、SF 6(非常に密度が高く重いガス)
-ヒドラジン、N 2 H 4
-塩化水素、HCl(水に溶解すると塩酸が生成されます)
参考文献
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンリー。(2008)。化学 (第8版)。CENGAGEラーニング。
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