जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, पृथ्वी पर सभी पदार्थ एक ठोस, तरल या गैस के रूप में मौजूद हैं, और यह कि ठोस, तरल और गैस सभी अत्यंत छोटे कणों से बने होते हैं जिन्हें परमाणु और अणु कहा जाता है। लेकिन पदार्थ की तीनों अवस्थाएँ एक दूसरे से भिन्न होती हैं।
इस पाठ में हम गैसों के बारे में विस्तार से जानेंगे। हम निम्नलिखित पर चर्चा करने जा रहे हैं:
गैसें हमारे चारों ओर हर जगह हैं। गैसों में, पदार्थ के अन्य रूपों की तरह, रंग, गंध और स्वाद जैसे भौतिक गुण होते हैं, लेकिन सामान्य तौर पर, गैसें रंगहीन और गंधहीन होती हैं। जिस हवा में हम सांस लेते हैं वह गैसों का मिश्रण है। जल वाष्प और जल वाष्प गैस चरण में पानी हैं (वाष्प उन पदार्थों का गैसीय चरण है जो मानक तापमान और दबाव पर या तो ठोस या तरल होते हैं)। हमारे शरीर के अंदर भी गैसें मौजूद होती हैं।
गैसें पदार्थ की वह अवस्था है जिसमें कण आमतौर पर एक दूसरे से बहुत दूर होते हैं, बहुत तेज़ी से चलते हैं, और विशेष रूप से एक दूसरे के प्रति आकर्षित नहीं होते हैं। गैस पदार्थ की एक ऐसी अवस्था है जिसका कोई निश्चित आकार नहीं होता है और न ही कोई निश्चित आयतन होता है। गैस एक वायु जैसा पदार्थ है, जो उस स्थान को भरने के लिए फैलता है जिसमें वह है। गैसों का घनत्व पदार्थ की अन्य अवस्थाओं की तुलना में कम होता है। कणों के बीच काफी खाली जगह होती है। गैसों के कणों में बहुत अधिक गतिज ऊर्जा होती है। वे बहुत तेजी से चलते हैं और एक दूसरे से टकराते हैं, जिससे वे फैल जाते हैं, या तब तक फैलते हैं जब तक कि वे समान रूप से कंटेनर के पूरे आयतन में वितरित नहीं हो जाते। गैसों की सबसे उल्लेखनीय विशेषताओं में से एक यह है कि उनकी कोई संरचना नहीं होती है।
कई तत्व मानक तापमान और दबाव पर गैसों के रूप में मौजूद होते हैं, जबकि कई अन्य तत्व और यौगिक कुछ परिस्थितियों में गैस बन सकते हैं।
गैस के कुछ उदाहरण हैं:
कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और ऑक्सीजन ( O2 ) जीवों के लिए सबसे महत्वपूर्ण गैसें हैं।
आमतौर पर, पृथ्वी के वायुमंडल में 4 सबसे प्रचुर मात्रा में गैसें हैं:
* क्या आप जानते हैं हीलियम के गुब्बारे क्यों तैरते हैं?
ऐसा इसलिए है क्योंकि हीलियम के अणु हमारे वायुमंडल के नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के अणुओं की तुलना में हल्के होते हैं और इसलिए वे इससे ऊपर उठते हैं।
गैसों में निम्नलिखित मापने योग्य गुण होते हैं:
आइए अब गैसों की निम्नलिखित विशेषताओं पर चर्चा करें।
1. गैसों का कोई निश्चित आकार या आयतन नहीं होता है
गैस के अणु बेतरतीब ढंग से घूम रहे हैं। यह उन्हें भरने वाले कंटेनर की मात्रा मानने के लिए विस्तार या अनुबंध करने की अनुमति देता है। इसलिए, गैस का आयतन उस पात्र का स्थान होगा जिसमें उसके अणुओं को गति करने के लिए एक परास होता है। इस गुण से, हम यह मान सकते हैं कि गैसें अपनी तरल या ठोस अवस्था की तुलना में अधिक स्थान घेर रही हैं। इसके अलावा, तापमान और दबाव में परिवर्तन से, गैसें सिकुड़ती हैं और अनुमानित मात्रा में विस्तार करती हैं।
2. गैसों को संपीड़ित करना आसान है
संपीड़ित करने के लिए लागू तनाव के परिणामस्वरूप किसी वस्तु या पदार्थ की मात्रा में कमी का मतलब है। ठोस और तरल पदार्थ की तुलना में, गैसें अधिक आसानी से संपीड़ित होंगी। क्यों? ऐसा इसलिए है क्योंकि गैस के अणुओं के बीच बहुत अधिक जगह होती है। इसलिए, जब एक गैस को संपीड़ित किया जाता है, तो गैस के कणों को एक साथ मजबूर किया जाता है, इसलिए मात्रा कम हो जाती है, और परिणामी दबाव बढ़ जाता है। तापमान भी बढ़ जाता है। संपीड़ित गैसों का उपयोग कई स्थितियों में किया जाता है। ऐसी ही एक स्थिति अस्पतालों में होती है जब ऑक्सीजन का उपयोग अक्सर उन रोगियों के लिए किया जाता है जिनके फेफड़े खराब हो गए हैं ताकि उन्हें बेहतर सांस लेने में मदद मिल सके।
3. गैसें अपने कंटेनरों को भरने के लिए फैलती हैं
किसी भी पात्र को भरने के लिए गैसें स्वतः फैलती हैं। लेकिन अगर कंटेनर को सील नहीं किया गया तो गैस निकल जाएगी। उदाहरण के लिए, आइए कल्पना करें कि हम किसी कमरे में हैं और एक बंद बोतल में कुछ गैस है। बोतल पूरी तरह से गैस से भरी हुई है। अगर हम बोतल खोलते हैं, तो गैस पूरे कमरे में फैल जाएगी, इसलिए हम उस कमरे को गैस के नए कंटेनर के रूप में कल्पना कर सकते हैं। गैस पूरी तरह से कमरे को भी भरने के लिए फैलती है। चूंकि गैसें अपने कंटेनरों को भरने के लिए फैलती हैं, इसलिए हम आसानी से मान सकते हैं कि गैस का आयतन उसके कंटेनर के आयतन के बराबर है।
4. विवर्तनिकता
दो या दो से अधिक गैसें एक दूसरे के साथ जल्दी और आसानी से मिल सकती हैं और एक सजातीय मिश्रण बना सकती हैं क्योंकि अणुओं के बीच बहुत अधिक जगह होती है। इस प्रक्रिया को प्रसार कहते हैं।
दबाव, तापमान, आयतन और गैस की मात्रा के संबंध को तीन मूलभूत गैस कानूनों द्वारा खोजा जाता है।
गैसों पर चर्चा करते हुए हम गैसों के विभिन्न वर्गीकरणों को पूरा कर सकते हैं। आइए उनमें से कुछ पर चर्चा करें।
मौलिक गैसें क्या हैं? मौलिक गैसें वे गैसें हैं जो मानक तापमान और दबाव पर गैसों के रूप में मौजूद होती हैं। जब दबाव बदल जाता है (उच्च या निम्न), या जब तापमान बदल जाता है (उच्च या निम्न), तो तत्व एक अलग रूप में मौजूद हो सकता है जैसे कि तरल रूप या ठोस रूप में।
महान गैसों को अक्रिय गैसों या दुर्लभ गैसों के रूप में भी जाना जाता है। वे आवर्त सारणी के ग्रुप VIII या इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (IUPAC) ग्रुप 18 में स्थित हैं। उत्कृष्ट गैसें हैं:
ओगनेसन के अपवाद के साथ, ये सभी तत्व सामान्य तापमान और दबाव पर गैस हैं।
शुद्ध गैसें कई अलग-अलग रूप ले सकती हैं। वे अलग-अलग परमाणुओं से बने हो सकते हैं, एक उदाहरण गैस नियॉन है। ऑक्सीजन भी एक शुद्ध गैस है क्योंकि यह एक प्रकार की वस्तु से बनी होती है, लेकिन एक मौलिक अणु है। शुद्ध गैसें मिश्रित अणु भी हो सकती हैं, जो विभिन्न परमाणुओं से बनी होती हैं। कार्बन डाइऑक्साइड को शुद्ध गैस माना जाएगा, लेकिन यह एक मिश्रित अणु भी है।
मिश्रित गैसें वे गैसें होती हैं जिनमें एक से अधिक प्रकार की शुद्ध गैस होती है।
एक आदर्श गैस एक सैद्धांतिक गैस है जो कई बेतरतीब ढंग से चलने वाले बिंदु कणों से बनी होती है जो अंतर-कण अंतःक्रियाओं के अधीन नहीं होती हैं। आदर्श गैस अवधारणा उपयोगी है क्योंकि यह आदर्श गैस नियम का पालन करती है।
वास्तविक गैसें गैर-आदर्श गैसें हैं जिनके अणु स्थान घेरते हैं और परस्पर क्रिया करते हैं, फलस्वरूप, वे आदर्श गैस नियम का पालन नहीं करते हैं।
जहरीली गैसें (या हानिकारक गैसें) वे गैसें हैं जो जीवित चीजों के लिए हानिकारक हैं। कुछ जहरीली गैसों को गंध से पहचाना जा सकता है, जो चेतावनी के रूप में काम कर सकती हैं। उदाहरण कार्बन मोनोऑक्साइड, क्लोरीन, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और फॉस्जीन हैं।
संपीडित गैसें वे पदार्थ होते हैं जो सामान्य कमरे के तापमान और दबाव पर गैस होते हैं, और दबाव में होते हैं, आमतौर पर एक सिलेंडर में। संपीड़ित गैसों को इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है:
पृथ्वी पर जीवन में गैसों की कई महत्वपूर्ण भूमिकाएँ हैं। श्वसन की प्रक्रिया के लिए ऑक्सीजन जानवरों और पौधों के लिए सबसे महत्वपूर्ण गैस है (ऑक्सीजन अंततः वह ईंधन है जो हमारी कोशिकाओं को हमारे द्वारा खाए जाने वाले भोजन से ऊर्जा उत्पन्न करने की अनुमति देता है)। वायुमंडल में गैसें पौधों को प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया करने की अनुमति देती हैं। जल वाष्प (जो एक वायुमंडलीय गैस है), जल चक्र का एक अनिवार्य हिस्सा है। नाइट्रोजन कई कोशिकाओं और प्रक्रियाओं जैसे अमीनो एसिड, प्रोटीन और यहां तक कि हमारे डीएनए का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। पौधों में क्लोरोफिल बनाने के लिए भी इसकी आवश्यकता होती है।
रोजमर्रा की जिंदगी में गैस के कुछ उपयोगों में शामिल हैं:
