Como ya sabemos, toda la materia en la Tierra existe en forma de sólido, líquido o gas, y los sólidos, líquidos y gases están hechos de partículas extremadamente diminutas llamadas átomos y moléculas. Pero los tres estados de la materia difieren entre sí.
En esta lección, aprenderemos con más detalle sobre los gases. Vamos a discutir lo siguiente:
Los gases están por todas partes a nuestro alrededor. Los gases, al igual que otras formas de materia, tienen propiedades físicas como color, olor y sabor, pero en general, los gases tienden a ser incoloros e inodoros. El aire que respiramos es una mezcla de gases. El vapor de agua y el vapor de agua son agua en fase gaseosa (un vapor es la fase gaseosa de sustancias que son sólidas o líquidas a temperaturas y presiones estándar). Incluso dentro de nuestros cuerpos, hay gases presentes.
Los gases son el estado de la materia en el que las partículas suelen estar muy alejadas unas de otras, se mueven muy rápidamente y no se atraen particularmente entre sí. El gas es un estado de la materia que no tiene forma fija ni volumen fijo. El gas es una sustancia similar al aire, que se expande para llenar el espacio en el que se encuentra. Los gases tienen una densidad más baja que otros estados de la materia. Hay una gran cantidad de espacio vacío entre las partículas. Las partículas de los gases tienen mucha energía cinética. Se mueven muy rápido y chocan entre sí, lo que hace que se difundan o se extiendan hasta que se distribuyan uniformemente por todo el volumen del recipiente. Una de las características más notables de los gases es que parecen no tener estructura alguna.
Muchos elementos existen como gases a temperatura y presión estándar, mientras que muchos otros elementos y compuestos pueden convertirse en gases en determinadas circunstancias.
Algunos ejemplos de gas son:
El dióxido de carbono (CO 2 ) y el oxígeno (O 2 ) son los gases más importantes para los organismos vivos.
Por lo general, los 4 gases más abundantes en la atmósfera terrestre son:
* ¿Sabes por qué flotan los globos de helio?
Se debe a que las moléculas de helio son más ligeras que las moléculas de nitrógeno y oxígeno de nuestra atmósfera y, por lo tanto, se elevan por encima de ella.
Los gases tienen las siguientes propiedades medibles:
Analicemos ahora la siguiente característica de los gases.
1.Los gases no tienen forma ni volumen definidos.
Las moléculas del gas se mueven al azar. Eso les permite expandirse o contraerse para asumir el volumen del contenedor que están llenando. Por lo tanto, el volumen de un gas será el espacio del contenedor en el que sus moléculas tienen un rango para moverse. A partir de esta propiedad, podemos suponer que los gases ocupan más espacio del que ocuparían en su estado líquido o sólido. Además, por cambios de temperatura y presión, los gases se contraen y expanden en cantidades predecibles.
2. Los gases son fáciles de comprimir
Comprimir significa la disminución del volumen de cualquier objeto o sustancia resultante de la aplicación de una tensión. En comparación con los sólidos y líquidos, los gases se comprimirán más fácilmente. ¿Por qué? Es porque hay mucho espacio entre las moléculas de gas. Entonces, cuando se comprime un gas, las partículas de gas se acercan, por lo que el volumen disminuye y la presión resultante aumenta. La temperatura también aumenta. Los gases comprimidos se utilizan en muchas situaciones. Una de esas situaciones es en los hospitales, donde a menudo se usa oxígeno para los pacientes que tienen los pulmones dañados para ayudarlos a respirar mejor.
3. Los gases se expanden para llenar sus contenedores.
Los gases se expanden espontáneamente para llenar cualquier recipiente. Pero si el recipiente no está sellado, el gas se escapará. Por ejemplo, imaginemos que estamos en una habitación y tenemos algo de gas en una botella cerrada. La botella está completamente llena de gas. Si abrimos la botella, el gas se esparcirá por toda la habitación, por lo que podemos imaginar la habitación como el nuevo recipiente para el gas. El gas también se expande para llenar completamente la habitación. Debido a que los gases se expanden para llenar sus contenedores, podemos asumir fácilmente que el volumen de un gas es igual al volumen de su contenedor.
4. Difusividad
Dos o más gases pueden mezclarse rápida y fácilmente entre sí y pueden formar una mezcla homogénea porque hay mucho espacio entre las moléculas. Este proceso se llama difusión.
La relación de presión, temperatura, volumen y cantidad de gas se descubre mediante las tres leyes fundamentales de los gases.
Hablando de gases podemos encontrar diferentes clasificaciones de gases. Analicemos algunos de ellos.
¿Qué son los gases elementales? Los gases elementales son los gases que existen como gases a temperatura y presión estándar . Cuando la presión cambia (más alta o más baja), o cuando la temperatura cambia (más alta o más baja), entonces el elemento puede existir en una forma diferente, como en forma líquida o sólida.
Los gases nobles también se conocen como gases inertes o gases raros. Están ubicados en el Grupo VIII o Grupo 18 de la tabla periódica de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC). Los gases nobles son:
Con la excepción de Oganesson, todos estos elementos son gases a temperatura y presión normales.
Los gases puros pueden tomar varias formas diferentes. Pueden estar formados por átomos individuales, un ejemplo es el gas neón. El oxígeno también es un gas puro porque está hecho de un tipo de elemento, pero es una molécula elemental. Los gases puros también pueden ser moléculas compuestas, que se componen de diferentes átomos. El dióxido de carbono se consideraría un gas puro, pero también es una molécula compuesta.
Los gases mezclados son gases que constan de más de un tipo de gas puro.
Un gas ideal es un gas teórico compuesto por muchas partículas puntuales que se mueven aleatoriamente y que no están sujetas a interacciones entre partículas. El concepto de gas ideal es útil porque obedece a la ley de los gases ideales.
Los gases reales son gases no ideales cuyas moléculas ocupan espacio y tienen interacciones, por lo que no se adhieren a la ley de los gases ideales.
Los gases tóxicos (o gases nocivos) son gases que son dañinos para los seres vivos. Algunos gases tóxicos son detectables por olor, lo que puede servir como advertencia. Los ejemplos son monóxido de carbono, cloro, dióxido de nitrógeno y fosgeno.
Los gases comprimidos son sustancias que son un gas a temperatura y presión ambiente normales, y están contenidos a presión, generalmente en un cilindro. Los gases comprimidos se pueden clasificar en:
Los gases tienen muchos roles cruciales en la vida en la Tierra. El oxígeno es el gas más importante para los animales y las plantas para el proceso de respiración (el oxígeno es, en última instancia, el combustible que permite a nuestras células producir energía a partir de los alimentos que comemos). Los gases en la atmósfera permiten que las plantas realicen el proceso de fotosíntesis. El vapor de agua (que es un gas atmosférico) es una parte esencial del ciclo del agua. El nitrógeno es una parte importante de muchas células y procesos como los aminoácidos, las proteínas e incluso nuestro ADN. También es necesaria para producir clorofila en las plantas.
Algunos usos del gas en la vida cotidiana incluyen:
