Substantzia gasak: adibideak eta propietateak

Orain arte, 3 milioi substantzia desberdin baino gehiago daude. Eta figura hau hazten ari da urtero, kimikari-sintetizadoreak eta beste zientzialariek esperimentuak egiten ari baitira propietate baliagarriak dituzten konposatu berriak lortzeko.

Substantzia batzuk biztanle naturalak dira, naturalki osatuak. Beste erdia artifizialak eta sintetikoak dira. Hala ere, lehen eta bigarren kasuetan, artikulu honetan kontuan hartu beharreko substantzia gasak, adibideak eta ezaugarriak izango ditugu.

Substantzia agregatuaren egoera

XVII. Mendeaz geroztik onartu zen konposatu ezagun guztiak hiru egoera agregatuetan egon daitezkeela: substantzia solidoak, likidoak eta gasak. Hala eta guztiz ere, astronomiaren, fisikaren, kimikaren, espazioaren biologiaren eta beste zientzien arloan azkeneko hamarkadetako azterketa zainduak frogatu dute forma gehiago dagoela. Plasma hau da.

Zer da? Hauek guztiz edo guztiz ionizatutako gasak dira. Eta bihurtzen da, unibertsoaren substantzia horiek erabatekoak dira. Horrela, plasma-egoera da:

• Interstellar gai;
• Espazio materia;
• Atmosferako goi mailako geruzak;
• nebula;
• Planetako askoren osaera;
• izarrak.

Horregatik, gaur egun, substantzia solidoak, likidoak, gasak eta plasma daude. Bide batez, gas bakoitza artifizialki eraman daiteke egoera horri, ioiak jasaten baditu, hau da, iones bihurtzea.

Sustantzia gasak: adibideak

Kontuan hartzen diren substantzia adibideak masa dira. Azkenean, XVII. Mendeaz geroztik gasak ezagutzen dira, Van Helmont, naturalista, lehen karbono dioxidoa jaso eta bere propietateak aztertzen hasi ziren. Bide batez, konposatuen talde honen izena ere eman zioten, zeren eta, ustez, gasak izaki nahasiak, kaotikoak, espirituekin lotuak eta zerbait ikusezinak baina palpagarriak direla. Izena aberastu egin da Errusian.

Gaseosoen substantzia guztiak sailkatu ditzakezu, adibidez, errazago ekoizteko. Azken finean, barietate guztiak besarkatzeko zaila da.

Konposizioa bereizgarria da:

• simple,
• Molekula konplexuak.

Lehenengo multzoa atomo berdinek osatzen dute. Adibidez: oxigenoa - O ₂ , ozono - O ₃ , hidrogenoa - H ₂ , kloro - CL ₂ , flúor - F ₂ , nitrogenoa - N ₂ eta beste batzuk.

Bigarren kategoria konposatu horien artean, besteak beste, hainbat atomo sartu beharko lirateke. Gaseosa substantzia konplexuak izango dira. Adibideak hauek dira:

• Hidrogeno sulfuroa - H ₂ S;
• Azido hidrokloriko - HCL;
• Metanoa - CH _4;
• Sufre dioxidoa - SO ₂ ;
• Gas marroia - NO ₂ ;
• Freon - CF ₂ CL ₂ ;
• Amoniakoa - NH ₃ eta beste batzuk.

Sustantzien sailkapena

Era berean, substantzia gasak motak sailkatzen dira mundu organiko eta ezorganiko gisa. Hau da, atomoen izaeraren arabera. Gas organikoak hauek dira:

• Hidrokarburo azken (metano, etano, propano, butano, pentane) lehendabiziko bost ordezkariak. Formula orokorra C _n H _{2n + 2 da} ;
• Etilenoa - C ₂ H ₄ ;
• Acetylenoa edo etilenoa-C ₂ H ₂ ;
• Metilamina - CH ₃ NH ₂ eta beste batzuk.

Natur ezegonkorreko gasen kategorian kloro, flúor, amoniakoa, karbono monoxidoa, silanoa, gassing gasa, gas inerteak edo nobleak eta beste batzuk daude.

Konposatuen arabera sailkatzeko beste sailkapen bat azpisektorean oinarritzen den fisionoa da. Gasezko substantzia guztiak ez diren atomoek osatzen dute. Ionak, molekulak, fotoak, elektroiak, Brownian partikulak eta plasma dauden egitura adibideak dira, halaber, konposatuekin bat datozen egoera agregatu horretan.

Gasen propietateak

Egoera honetan substantzia horien ezaugarriak ez dira konposatu solido edo likidoetarako. Gauza da substantzia gaseosoen propietateak bereziak direla. Partikulak erraz eta azkar mugikorrak dira, substantzia osorik isotropoa da, hau da, propietateak ez dira egitura osatzen duten egituren mugimenduaren norabidea zehazten.

Sektore gaseosoen propietate fisiko garrantzitsuenak izendatzeko gai da, eta horrek materia bereizten du beste materia guztien artean.

1. Horrelako konposatu horiek ezin dira ikusi eta kontrolatu, giza baliabide arruntek sentitu dute. Propietateak ulertu eta gas jakin bat identifikatzeko lau parametro oinarritzen dira: presioa, tenperatura, substantzia (mole), bolumena.
2. Likidoak ez bezala, gasak hondakinik gabe espazio guztia okupatu ahal izango du, ontziaren edo gelaren tamaina soilik.
3. Gase guztiek nahastu egiten dira elkarrekin, eta konposatu horiek ez dute interfazerik.
4. Errepresentazio arin eta astunagoak daude, beraz, grabitatearen eta denboraren eragina azpian, haien bereizketa ikus daiteke.
5. Zabalkundea konposatu horien propietate garrantzitsuenetariko bat da. Beste substantzia batzuk barneratzeko ahalmena eta barruan saturatzea, egitura barruan mugimendu erabat nahastuak eginez.
6. Korronte elektriko errealak ezin ditu gasak erreakzionatu, substantzia arrartiak eta ionizatuei buruz hitz egiten badugu, eroankortasuna nabarmen handitzen da.
7. Gasezko bero-ahalmena eta termiko-eroankortasuna baxuak dira eta espezie desberdinetan fluctuates.
8. Viscosity handitzen presio eta tenperatura handitzen.
9. Bi aldaketen arteko trantsizioaren aldaerak daude: lurrunketa - likido bihurtzen da lurrunetan, sublimazioan - solidoa, likidoa pasatuz, gas bihurtzen da.

Egiazko gasetatik sortutako lurrunaren ezaugarri bereizgarria lehenengoa baldintza jakin batzuen baitan egon daiteke likidoa edo solidoa den fase batean, eta bigarrenak ez. Kontuan hartu beharreko konposatuen gaitasuna deformazioak aurre eta likidoak izan behar direla ere nabarmendu behar da.

Gaseous substantzien propietateak zientzia eta teknologia, industria eta ekonomia nazionalaren arlo zabalagoetan aplikatu ahal izango dituzte. Gainera, ezaugarri bereziak ordezkari bakoitzarentzat zorrozki banakakoak dira. Benetako egitura guztien ezaugarri arruntak soilik kontuan hartu ditugu.

konprimagarritasun

Tenperatura ezberdinetan eta presioaren eraginez, gasak kontratatzeko gai dira, haien kontzentrazioa handitu eta okupatutako bolumena murrizten. Tenperatura altuetan hedatzen dira, tenperatura baxuan kontratatzen dute.

Presiopean, aldaketak ere gertatzen dira. Substantzia gaseosoen dentsitatea handitzen da eta, puntu kritiko bat lortzen denean, ordezkari bakoitzak berezkoak badira, beste agregazio egoera baterako trantsizioa gerta liteke.

Gaseen teoriaren garapenean lagundu duten zientzialari nagusiak

Jende asko dago, gasen azterketa prozesu labore eta historikoki luzea delako. Ezagutzen ditugun aurkikuntzarik esanguratsuenak kudeatzen dituzten pertsonaia ospetsuetan bizi gaitezen.

1. 1811. urtean, Amedeo Avogadrok aurkikuntza egin zuen. Ez du axola zein gasek, gauza nagusia baldintza berdinetan baitute, bolumen berean molekula kopuru bera edukitzen dutela. Zientzilariaren izenaren arabera kalkulatutako balio bat dago. 6.03 * 10 ²³ molekulak berdina da gas bakoitzeko 1 mole baterako.
2. Fermi - gas kuantiko ideal baten teoria sortu zuen.
3. Gay-Lussac, Boyle-Marriott - kalkuluetarako oinarrizko ekuazio zinetikoak sortu zituzten zientzialarien izenak.
4. Robert Boyle.
5. John Dalton.
6. Jacques Charles eta beste hainbat zientzialari.

Gaseous substantzien egitura

Substantzia horien kristalezko sareta eraikitzen duten ezaugarri nagusiak honako hauek dira: nodoetan atomo edo molekulak lotura kobalente ahulak elkartzen dituela. Era berean, van der Waals-en interakzioaren indarrak daude, ioiak, elektroiak eta beste sistema kuantiko batzuk.

Horregatik, gasen sareta-egitura nagusiak hauek dira:

• nuklearra;
• molekularreko.

Malgukien arteko loturak, konposatu horiek ez dute etengabeko formarik, baina espazio bolumena bete. Horrek ere eroankortasun elektrikoa eta eroankortasun termiko eskasa azaltzen ditu. Baina gasen isolamendu termikoa ona da; izan ere, hedapenaren ondorioz, solidoa sartu eta kluster espazio libreak okupatzen dituzte. Airea ez da pasatzen uzten, beroa mantentzen da. Hau da gasen eta solidoen erabilera agregatuaren oinarrian eraikitzeko.

Gaseen artean substantzia sinpleak

Zer dira gas horien egitura eta egitura kategoria honetan sartzen direnak, dagoeneko azaldu dugun bezala. Hauek dira atomo berdinak direnak. Adibideak asko eman daitezke, baldintza arruntetan ohiko sistema osoa ez den metodoen zati garrantzitsu bat existitzen delako hain zuzen agregatua den egoera batean. Adibidez:

• Fosforo zuria - elementu honen aldaketa alotropikoetako bat ;
• nitrogeno;
• oxigeno;
• fluoro;
• chloro;
• helioa;
• neon;
• argon;
• kripton;
• xenon.

Gas horien molekulak monatomikoak (gas nobleak) edo polyatomikoak (ozono - O ₃ ) izan daitezke. Konexio mota nonpolar kobalentea da, kasu gehienetan ahula da, baina ez da batere. Mota molekularreko sareta kristalinoa, substantzia horiek erraz ager daitezkeen egoera batetik bestera mugitzea ahalbidetzen du. Beraz, adibidez, iodo baldintza normaletan - distira metalikoz kristal ilun iluna. Hala ere, berotzen denean, bioleta distiratsua gas hodeietan sublimatuko dute - I ₂ .

Bide batez, edozein substantzia, metalak barne, baldintza jakin batzuetan baldintza gas batean egon daitezke.

Gaseosoaren konposatu konplexuak

Gas horien artean, jakina, gehien. Molekula atomikoen konbinazio desberdinak, lotura kobalenteak eta van der Waals elkarrekintzak bateratzen dituztenak, ehunka adierazle agregatuen ehunka ordezkari biltzen dituzte.

Gaseen artean substantzia konplexuak adibide diren bi elementu edo gehiagoren osagaiak izan daitezke. Hemen dituzu:

• propano;
• butano;
• azetilenoaren;
• amoniakoa;
• silane;
• fosfina;
• metano;
• Karbono disulfuro;
• Sufre dioxidoa;
• Gas marroia;
• freon;
• Etileno eta beste batzuk.

Mota molekularreko sareta kristalinoa. Errepresentatzaile askok erraz desegiten dute uretan, dagokion azidoak osatuz. Konposatu horietako gehienak industria kimikoen sintesi kimikoen zati garrantzitsuak dira.

Metano eta bere homologoak

Batzuetan, "gasa" kontzeptu ohikoa mineral naturala da, batez ere natura organikoko produktu gaseosoen nahasketa osoa. Honako substantziak ditu:

• metano;
• etan;
• propano;
• butano;
• etileno;
• azetilenoaren;
• Pentano eta beste batzuk.

Industrian, oso garrantzitsuak dira, propano-butanoa nahasketa dela, gas naturala eta energia eta bero iturri gisa erabiltzen duten elikagaiak prestatzen dituzten gasa.

Horietako asko alkoholak, aldehidoak, azidoak eta bestelako substantzia organikoen sintesia dira. Gas naturalaren urteko kontsumoa milioi bat metro kubikoetan kalkulatzen da, eta nahiko justifikatuta dago.

Oxigenoaren eta karbono dioxidoa

Zer substantzia gaseosorik ezagunenak eta lehen mailakoak ere ezagunak izan daitezke? Erantzuna argi dago: oxigeno eta karbono dioxidoa. Azken finean, planetako bizidun guztiek gertatzen diren gas trukeak zuzenean parte hartzen dute.

Ezagutzen da bizitza posible dela oxigenoari esker, bakterio anaerobio mota batzuek bakar bat ere ez baitute existitzen. Karbono dioxidoa beharrezkoa den "elikagai" bat da, xurgatzen duten landare guztiek fotosintesiaren prozesua burutzeko xedez.

Ikuspegi kimikotik, oxigenoa eta karbono dioxidoa substantzia garrantzitsuak dira konposatu sintetikoak lortzeko. Lehenengoa oxidizatzaile sendoa da; bigarrena, berriz, agente murriztzailea da.

halogenoak

Konposatuen multzoa da, atomoek substantzia gaseoso baten partikulak dira, bikotekilako loturiko lotura kobalenteko nonpolar baten bidez. Hala ere, halogeno guztiak ez dira gasak. Bromina likido bat da baldintza normaletan, eta iodo erraz sublimazio ona da. Fluoroa eta kloro substantzia pozoitsuak dira izaki bizidunen osasunerako arriskutsuak, oxidatzaile indartsuak direnak eta oso sintetizatzen direnak.