기체 상태는 입자가 그 포함 된 컨테이너의 모든 방향으로 이동 할 수있는, 약한 상호 작용에 의해 함께 유지되는 물질의 응집 한 상태이다. 물질의 모든 물리적 상태 중에서 기체 상태는 가장 큰 자유와 혼돈을 나타내는 상태입니다.
가스는 압력을 가하고 열을 전달하며 모든 종류의 작은 입자로 구성됩니다. 우리의 대기와 우리가 숨쉬는 공기는 여기 지구상의 기체 상태를 나타냅니다.
연기 방출에서 가스가 대기를 통해 분산되기 전에 가스의 거동을 관찰 할 수 있습니다. 출처 : Pexels.
가스의 예로는 수증기, 이산화탄소, 메탄 또는 오존과 같은 온실 가스가 있습니다. 우리가 숨을 내쉴 때 내뿜는 이산화탄소는 가스 물질의 또 다른 예입니다.
기체 입자는 약한 상호 작용에 의해 묶여 있으며 용기를 통해 이동합니다. 액체 상태의 입자가 더 결합되어 있고 고체 입자가 밀접하게 결합되어있는 것이 관찰됩니다.
예를 들어, 액체와 고체는 자체 물질의 한계를 넘어서는 위치로 이동하지 않습니다. 가스는 그렇지 않습니다. 담배, 굴뚝 및 탑에서 나오는 연기는 가스가 어떻게 멈추지 않고 환경을 통해 상승하고 분산되는지 스스로 보여줍니다.
기체 상태의 특성
볼륨이나 모양 부족
기체 상태는 정의 된 모양이나 부피가없는 것이 특징입니다. 막을 경계가 없다면 대기 전체에 퍼질 것입니다. 헬륨처럼 지구 밖으로 빠져 나갈 것입니다.
가스는 용기에 의해 부과 된 모양 만 취할 수 있습니다. 컨테이너가 원통형 인 경우 가스는 실린더 모양이 "됩니다".
열 전도체 불량
이 상태는 또한 열과 전기의 전도체가 불량하다는 특징이 있습니다. 일반적으로 고체 및 액체 상태에 비해 밀도가 낮습니다.
산소 및 이산화탄소와 같은 대부분의 가스는 무색이기 때문에 압력을 측정하여 용기에 얼마나 많은 가스가 있는지 확인할 수 있습니다.
시약
기체는 액체 나 고체보다 불활성 기체를 제외하고는 반응성이 더 높기 때문에 화재 위험이나 개인의 호흡기에 쉽게 들어갈 수 있기 때문에 잠재적으로 위험합니다.
작은 입자
기체 입자도 일반적으로 작으며 원자 또는 단순한 분자입니다.
예를 들어, 수소 가스 인 H 2 는 두 개의 수소 원자로 구성된 매우 작은 분자입니다. 또한 원자가 더 작은 헬륨 He도 있습니다.
상호 작용
기체 상태의 상호 작용은 무시할 수 있습니다. 이것에서 그것은 입자가 매우 응집력이 있고 서로 강하게 상호 작용하는 액체 및 고체 상태와 매우 다릅니다. 액체 상태와 고체 상태를 형성하는 분자에서는 분자 사이에 특정 분자 진공이 거의 없습니다.
기체 상태의 입자는 서로 매우 멀리 떨어져 있으며 그 사이에 많은 진공이 있습니다. 더 이상 분자 규모의 진공 상태가 아닙니다. 그것들을 분리하는 거리가 너무 커서 가스의 각 입자가 자유롭고 주변에 무관심합니다. 혼돈의 궤도에서 다른 입자와 충돌하거나 컨테이너 벽에 충돌하지 않는 한.
용기가 없다고 가정하면 가스 입자 사이의 진공은 공기로 채워질 수 있으며, 이는 가스를 흐름 방향으로 밀고 끌 수 있습니다. 그렇기 때문에 기체 혼합물로 구성된 공기는 밀도가 높지 않은 한 기체 물질을 변형하고 하늘을 통해 퍼뜨릴 수 있습니다.
기체 상태의 일반법
기체의 거동과 역학에 대한 실험적 연구는 기체 시스템이나 현상의 매개 변수가 무엇인지, 즉 온도, 부피를 예측할 수 있도록 결합 된 몇 가지 법칙 (Boyle, Charles, Gay-Lussac)을 가져 왔습니다. 그리고 압력.
이 일반 법칙에는 다음과 같은 수학적 표현이 있습니다.
P = KT / V
여기서 K는 상수이고, P는 압력, V는 부피, T는 켈빈 단위의 가스 온도입니다. 따라서 두 변수 (즉, P와 V)를 알면 세 번째 변수를 풀 수 있으며 미지 (T)가됩니다.
예를 들어,이 법칙을 통해 우리는 부피 V의 용기에 담긴 가스의 온도가 압력 P를 나타내야 하는지를 알 수 있습니다.
이 법칙에 Amadeus Avogadro의 기여도를 더하면 입자의 수와 함께 가스의 몰 농도를 포함하는 이상 기체 법칙을 갖게됩니다.
P = nRT / V
여기서 n은 가스의 몰 수에 해당합니다. 방정식은 다음과 같이 다시 작성할 수 있습니다.
P = cRT
여기서 c는 가스의 몰 농도 (n / V)입니다. 따라서 일반 법칙에서 이상 기체의 압력, 농도, 온도 및 부피가 어떻게 관련되어 있는지를 설명하는 이상 법칙을 얻습니다.
기체 상태의 예
기체 요소
주기율표 자체는 지구에서 가스로 발생하는 원소의 예에 대한 좋은 레퍼토리를 제공합니다. 그들 사이에는 다음이 있습니다.
-수소
-헬륨
-질소
-산소
-플루오르
-염소
-네온
-아르곤
-크립톤
-기호 엑스 에
그렇다고 다른 원소가 기체 상태가 될 수 없다는 의미는 아닙니다. 예를 들어, 금속은 각각의 끓는점보다 높은 온도에 노출되면 가스로 변형 될 수 있습니다. 따라서 철, 수은,은, 금, 구리, 지르코늄, 이리듐, 오스뮴 입자에서 가스가있을 수 있습니다. 모든 금속.
기체 화합물
다음 목록에는 기체 화합물의 몇 가지 예가 있습니다.
-일산화탄소, CO
일산화탄소의 루이스 구조
-이산화탄소, CO 2 (호기를 구성하는 가스)
-암모니아, NH 3 (무한 산업 공정을위한 필수 물질)
-삼산화황, SO 3
메탄, CH 4 (이 요리되어있는 국내 가스)
메탄 구조
-에탄, CH 3 CH 3
-이산화질소, NO 2 (갈색 가스)
-Phosgene, COCl 2 ( 고독성 물질)
-공기 (질소, 산소, 아르곤 및 기타 가스의 혼합물 임)
-수증기, H 2 O (구름, 간헐천, 기계 기화기 등의 일부).
-아세틸렌, HC≡CH
아세틸렌 구조식
-요오드 증기, I 2 (보라색 가스)
-Sulfur 육 불화, SF 6 (매우 조밀하고 무거운 가스)
-히드라진, N 2 H 4
-염화수소, HCl (물에 용해되면 염산이 생성됨)
참고 문헌
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
- Wikipedia. (2020). 가스. 출처 : en.wikipedia.org
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- 마리아 에스텔라 라 피노. (2020 년 2 월 12 일). 기체 상태는 무엇입니까? 출처 : concept.de