Zoals we al weten, bestaat alle materie op aarde in de vorm van een vaste stof, vloeistof of gas, en dat vaste stoffen, vloeistoffen en gassen allemaal zijn gemaakt van uiterst kleine deeltjes die atomen en moleculen worden genoemd. Maar alle drie toestanden van materie verschillen van elkaar.
In deze les gaan we meer in detail leren over gassen. We gaan het volgende bespreken:
Gassen zijn overal om ons heen. Gassen hebben, net als andere vormen van materie, fysieke eigenschappen zoals kleur, geur en smaak, maar over het algemeen zijn gassen kleurloos en geurloos. De lucht die we inademen is een mengsel van gassen. Waterstoom en waterdamp zijn water in de gasfase (een damp is de gasfase van stoffen die bij standaardtemperaturen en -drukken vast of vloeibaar zijn). Zelfs in ons lichaam zijn gassen aanwezig.
Gassen zijn de toestand van materie waarin deeltjes meestal erg ver van elkaar verwijderd zijn, erg snel bewegen en niet bepaald tot elkaar aangetrokken worden. Gas is een toestand van materie die geen vaste vorm en geen vast volume heeft. Het gas is een luchtachtige substantie, die uitzet om de ruimte waarin het zich bevindt te vullen. Gassen hebben een lagere dichtheid dan andere toestanden van materie. Er is veel lege ruimte tussen deeltjes. Deeltjes in gassen hebben veel kinetische energie. Ze bewegen zeer snel en botsen met elkaar, waardoor ze diffunderen of uitspreiden totdat ze gelijkmatig over het volume van de container zijn verdeeld. Een van de meest opmerkelijke eigenschappen van gassen is dat ze helemaal geen structuur lijken te hebben.
Veel elementen bestaan als gassen bij standaardtemperatuur en -druk, terwijl veel andere elementen en verbindingen onder bepaalde omstandigheden gassen kunnen worden.
Enkele voorbeelden van gas zijn:
Kooldioxide (CO 2 ) en zuurstof (O 2 ) zijn de belangrijkste gassen voor levende organismen.
Gewoonlijk zijn de 4 meest voorkomende gassen in de atmosfeer van de aarde:
* Weet je waarom heliumballonnen drijven?
Het is omdat moleculen van helium lichter zijn dan de stikstof- en zuurstofmoleculen van onze atmosfeer en dus erboven uitstijgen.
Gassen hebben de volgende meetbare eigenschappen:
Laten we nu het volgende kenmerk van gassen bespreken.
1.Gassen hebben geen definitieve vorm of volume
De moleculen van het gas bewegen willekeurig. Daardoor kunnen ze uitzetten of inkrimpen om het volume aan te nemen van de container die ze vullen. Daarom zal het volume van een gas de ruimte zijn van de container waarin de moleculen een bereik hebben om te bewegen. Uit deze eigenschap kunnen we aannemen dat gassen meer ruimte innemen dan in hun vloeibare of vaste toestand. Door veranderingen in temperatuur en druk krimpen gassen en zetten ze uit met voorspelbare hoeveelheden.
2. Gassen zijn gemakkelijk te comprimeren
Om de gemiddelde afname in volume van een object of substantie als gevolg van uitgeoefende spanning te comprimeren. In vergelijking met vaste stoffen en vloeistoffen zullen gassen gemakkelijker samendrukken. Waarom? Dat komt omdat er zoveel ruimte is tussen de gasmoleculen. Dus wanneer een gas wordt gecomprimeerd, worden de gasdeeltjes dichter bij elkaar gedrukt, waardoor het volume afneemt en de resulterende druk toeneemt. De temperatuur stijgt ook. Samengeperste gassen worden in veel situaties gebruikt. Een dergelijke situatie is in ziekenhuizen waar zuurstof vaak wordt gebruikt voor patiënten met beschadigde longen om hen te helpen beter te ademen.
3. Gassen zetten uit om hun containers te vullen
Gassen zetten spontaan uit om elke container te vullen. Maar als de container niet is afgesloten, zal het gas ontsnappen. Laten we ons bijvoorbeeld voorstellen dat we in een kamer zijn en wat gas in een gesloten fles hebben. De fles is volledig gevuld met gas. Als we de fles openen, verspreidt het gas zich in de hele kamer, zodat we ons de kamer kunnen voorstellen als de nieuwe container voor het gas. Het gas zet uit om ook de kamer volledig te vullen. Omdat gassen uitzetten om hun containers te vullen, kunnen we gemakkelijk aannemen dat het volume van een gas gelijk is aan het volume van zijn container.
4. Diffusie
Twee of meer gassen kunnen zich snel en gemakkelijk met elkaar vermengen en kunnen een homogeen mengsel vormen doordat er veel ruimte tussen de moleculen is. Dit proces wordt diffusie genoemd.
De relatie tussen druk, temperatuur, volume en hoeveelheid gas wordt ontdekt door de drie fundamentele gaswetten.
Als we gassen bespreken, kunnen we verschillende classificaties van gassen ontmoeten. Laten we er enkele bespreken.
Wat zijn de elementaire gassen? Elementaire gassen zijn de gassen die als gassen bestaan bij standaard temperatuur en druk . Wanneer de druk wordt gewijzigd (hoger of lager), of wanneer de temperatuur wordt gewijzigd (hoger of lager), dan kan het element in een andere vorm voorkomen, zoals in vloeibare vorm of in vaste vorm.
Edelgassen worden ook wel inerte gassen of edelgassen genoemd. Ze bevinden zich in groep VIII of International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) groep 18 van het periodiek systeem. De edelgassen zijn:
Met uitzondering van Oganesson zijn al deze elementen gassen bij normale temperatuur en druk.
Zuivere gassen kunnen verschillende vormen aannemen. Ze kunnen bestaan uit individuele atomen, een voorbeeld is het gasneon. Zuurstof is ook een puur gas omdat het is gemaakt van één type item, maar een elementair molecuul is. Zuivere gassen kunnen ook samengestelde moleculen zijn, die uit verschillende atomen bestaan. Kooldioxide zou als een zuiver gas worden beschouwd, maar het is ook een samengesteld molecuul.
Menggassen zijn gassen die uit meer dan één soort zuiver gas bestaan.
Een ideaal gas is een theoretisch gas dat bestaat uit veel willekeurig bewegende puntdeeltjes die niet onderhevig zijn aan interacties tussen de deeltjes. Het ideale gasconcept is nuttig omdat het voldoet aan de ideale gaswet.
Echte gassen zijn niet-ideale gassen waarvan de moleculen ruimte innemen en interacties hebben, waardoor ze niet voldoen aan de ideale gaswet.
Giftige gassen (of schadelijke gassen) zijn gassen die schadelijk zijn voor levende wezens. Sommige giftige gassen zijn waarneembaar door geur, die als waarschuwing kan dienen. Voorbeelden zijn koolmonoxide, chloor, stikstofdioxide en fosgeen.
Samengeperste gassen zijn stoffen die bij normale kamertemperatuur en -druk een gas zijn en zich onder druk bevinden, meestal in een cilinder. Samengeperste gassen kunnen worden geclassificeerd als:
Gassen hebben veel cruciale rollen in het leven op aarde. Zuurstof is het belangrijkste gas voor dieren en planten voor het ademhalingsproces (zuurstof is uiteindelijk de brandstof waarmee onze cellen energie kunnen produceren uit het voedsel dat we eten). Gassen in de atmosfeer stellen planten in staat om het proces van fotosynthese uit te voeren. Waterdamp (dat een atmosferisch gas is) is een essentieel onderdeel van de waterkringloop. Stikstof is een belangrijk onderdeel van veel cellen en processen zoals aminozuren, eiwitten en zelfs ons DNA. Het is ook nodig om chlorofyl in planten te maken.
Enkele toepassingen van het gas in het dagelijks leven zijn:
