가스 : 속성, 동작, 모양, 예 - 화학 - 2025

가스는 , 모든 물질이나 그 응집 상태 약하고 흩어져 화합물이 그들을 지배 온도 및 압력 조건에 크게 의존하고있다. 그들은 아마도 전체 우주에서 플라즈마 다음으로 두 번째로 풍부한 형태의 물질 일 것입니다.

지구에서 가스는 외권에서 대류권과 우리가 호흡하는 공기에 이르기까지 대기층을 구성합니다. 가스는 하늘과 같은 넓은 공간을 통해 확산 될 때 보이지 않지만 구름의 움직임, 제 분소의 회전, 또는 추운 기후에서 우리 입에서 내뿜는 증기에 의해 감지됩니다.

가스는 산업 또는 가정용 굴뚝뿐만 아니라 화산에서 발산하는 연기 탑에서도 관찰 될 수 있습니다. 출처 : Pxhere.

마찬가지로 부정적인 환경 측면으로 가면 차량 배기관에서 나오는 검은 연기, 공장에있는 타워의 연기 기둥 또는 숲이 타오를 때 발생하는 연기에서 관찰됩니다.

또한 하수구에서 나오는 증기, 늪과 묘지, 수조 내부의 거품, 하늘로 방출되는 헬륨 풍선, 광합성의 결과로 식물이 방출하는 산소, 심지어 트림과 자만심에서도.

가스가 관측되는 곳마다 행성의 주요 가스 공급 원인 공기에서 직접 고정되거나 동화되지 않는 한 화학 반응이 있었다는 것을 의미합니다. 온도가 상승하면 모든 물질 (화학 원소)이 철, 금,은과 같은 금속을 포함한 가스로 변합니다.

가스의 화학적 성질에 관계없이, 이들은 모두 입자 (원자, 분자, 이온 등)를 분리하는 먼 거리를 공유하며, 이는 주어진 부피 나 공간을 무질서하고 임의로 이동합니다.

가스의 특성

고체, 액체 및 기체 분자의 차이

물리적 인

가스의 물리적 특성은 관련된 물질 또는 화합물에 따라 다릅니다. 가스는 황 함량이나 휘발성 아민의 존재로 인해 악취 또는 부패와 일반적으로 관련됩니다. 마찬가지로, 그들은 녹색, 갈색 또는 황색으로 표시되어 위협적이고 나쁜 징조를 제공합니다.

그러나 대부분의 가스 또는 최소한 가장 풍부한 가스는 실제로 무색이며 무취입니다. 이해하기 어렵지만 피부에 느껴질 수 있고 움직임에 저항 할 수 있으며, 심지어 비행기를 통과하는 신체에 점성 층을 생성하기도합니다.

모든 가스는 압력이나 온도의 변화를 경험하여 각각의 액체로 변할 수 있습니다. 즉, 응축 (냉각 된 경우) 또는 액화 (“압축 된 경우”)가 발생합니다.

응축; 기체 상태에서 액체 상태로

반면에 기체는 액체와 일부 다공성 고체 (예 : 활성탄)에 용해 될 수 있습니다. 기포는 아직 매체에 용해되지 않고 액체 표면으로 빠져 나가는 기체가 축적 된 결과입니다.

전기 및 열 전도도

정상적인 조건 (입자가 이온화되지 않음)에서 가스는 열과 전기의 전도체가 좋지 않습니다. 그러나 많은 전자가 스트레스를 받으면 폭풍 동안 번개에서 볼 수 있듯이 전류가 전자를 통과하도록 허용합니다.

반면에 저압에서 전기장을 받으면 일부 가스, 특히 고귀하거나 완벽한 가스가 조명되고 그 조명은 광고 및 야간 포스터 (네온 라이트) 디자인에 사용됩니다. 가로등의 방전 램프.

열전도율과 관련하여 많은 가스가 단열재 역할을하므로 섬유, 직물 또는 유리 패널을 채우면 열이 통과하는 것을 방지하고 온도를 일정하게 유지합니다.

그러나 좋은 열 전도체이며 액체 나 고체에 의한 것보다 더 심한 화상을 일으킬 수있는 가스가 있습니다. 예를 들어, 구운 컵 케이크 (또는 엠파 나다)의 뜨거운 증기 또는 보일러에서 나오는 증기 분사에서 발생합니다.

반동

일반적으로 가스를 포함하거나 발생하는 반응은 위험하고 성가신 것으로 분류됩니다.

그들의 반응성은 다시 화학적 성질에 달려 있습니다. 그러나 매우 쉽게 확장하고 이동할 때 원자로 구조를 위험에 빠뜨리는 급격한 압력 증가를 유발할 수 있기 때문에 더 많은주의와 통제가 필요합니다. 이것은 이러한 가스가 얼마나 가연성 또는 불연성인지 언급하지 않습니다.

가스의 거동

거시적으로 우리는 연기, 고리 또는 담배의 문학적 "혀"가 공기에서 어떻게 진화하는지 목격함으로써 가스의 행동에 대한 아이디어를 얻을 수 있습니다. 마찬가지로 연막탄이 폭발 할 때 이러한 다양한 색상의 구름의 움직임을 자세히 설명하는 것도 흥미 롭습니다.

그러나 이러한 관찰은 공기의 작용과 연기에 부유하는 매우 미세한 고체 입자가 있다는 사실에도 영향을받습니다. 따라서 이러한 예는 가스의 실제 거동에 관한 결론에 도달하기에 충분하지 않습니다. 대신 실험이 수행되었고 기체의 운동 이론이 개발되었습니다.

분자 적으로 이상적으로 기체 입자는 선형, 회전 및 진동 변위를 가지고 서로 탄 성적으로 충돌합니다. 그것들은 평균 에너지를 가지고있어서 주변의 부피가 증가함에 따라 다른 입자와 거의 상호 작용하거나 충돌하지 않고 어떤 공간을 자유롭게 이동할 수 있습니다.

그것의 행동은 불규칙한 브라운 운동과 테이블 벽 사이에서 끊임없이 튀어 오르는 당구 공의 충돌의 혼합이 될 것이다. 벽이 없으면 중력이라는 힘에 의해 억제되지 않는 한 무한대로 확산됩니다.

가스 형태

액체 및 고체와 달리 가스는 응축 유형의 문제가 아닙니다. 즉, 입자의 응집 또는 응집이 모양을 정의하지 못합니다. 그들은 액체가 들어있는 용기의 부피를 완전히 차지한다는 사실을 액체와 공유합니다. 그러나 표면 및 표면 장력이 부족합니다.

가스 농도가 높으면 "혀"또는 이미 설명한 거시적 형태를 육안으로 볼 수 있습니다. 이것들은 조만간 바람의 작용이나 단순한 가스 팽창으로 인해 사라질 것입니다. 따라서 가스는 매우 균일 한 시스템에서 발생하는 제한된 공간의 모든 모서리를 덮습니다.

이제 이론은 가스를 자신과 거의 충돌하지 않는 구체로 편리하게 간주합니다. 하지만 그렇게하면 탄력적으로 반동합니다.

이 구체들은 서로 넓게 분리되어 있기 때문에 가스는 사실상 진공 상태로 "충분"합니다. 따라서 아주 작은 틈새 나 균열을 통과 할 수있는 다재다능 함과 상당히 압축 할 수있는 용이성.

그렇기 때문에 제과점 설치가 아무리 닫혀 있어도 옆집을 걸어 가면 갓 구운 빵의 향기를 즐길 수있을 것입니다.

가스의 압력

가스의 구체 또는 입자가 너무 분산되어 분리되어 있기 때문에 몸이나 물체에 압력을 생성 할 수 없다고 믿어 질 수 있습니다. 그러나 대기는 그러한 믿음이 거짓임을 증명합니다. 질량과 무게가 있고 액체가 갑자기 증발하거나 끓는 것을 방지합니다. 비등점은 대기압에서 측정됩니다.

압력계를 사용할 수 있거나 변형 할 수없는 벽이있는 용기에 밀폐 된 경우 가스 압력을 더 정량화 할 수 있습니다. 따라서 용기 내부에 가스 입자가 많을수록 용기와 벽 사이의 충돌 횟수가 커집니다.

이 입자가 벽과 충돌 할 때 표면에 운동 에너지에 비례하는 힘을 가하기 때문에 벽을 누릅니다. 마치 이상적인 당구 공이 벽에 던져진 것과 같습니다. 고속으로 공격하는 사람이 많으면 부서 질 수도 있습니다.

단위

가스 압력 측정에 수반되는 많은 단위가 있습니다. 가장 잘 알려진 것 중 일부는 torr와 같은 밀리미터의 수은 (mmHg)입니다. N 환산 파스칼 탄성률 (Pa)을 정의 유닛 (SI)의 국제 체제의 것과 거기 / m ² ; 그리고 그로부터 킬로 (kPa), 메가 (MPa) 및 기가 (GPa) 파스칼.

가스의 양

가스는 용기의 부피 전체를 차지하고 팽창합니다. 용기가 클수록 가스의 양도 커집니다. 그러나 동일한 양의 입자에 대해 압력과 밀도가 모두 감소합니다.

반면에 가스 자체는 그 성질이나 분자 구조 (이상적으로는)에 크게 의존하지 않고 그것을 지배하는 압력과 온도 조건에 의존하는 관련 부피를 가지고 있습니다. 이것은 그것의 몰 부피입니다.

실제로, 몰 부피는 가스마다 다르지만, 크거나 이질적인 분자가 아닌 경우 변동이 작습니다. 예를 들어, 0 ° C 및 1atm에서 암모니아의 몰 부피 (NH ₃ , 22.079 L / mol)는 헬륨 (He, 22.435 L / mol)의 부피와 다릅니다.

모든 가스는 P와 T의 함수에 따라 변하는 몰 부피를 가지며, 입자가 아무리 크더라도 그 수는 항상 동일합니다. 따라서 실제로는 알려진 아보가드로 수 (N 의해 도출 ).

주요 가스 법

가스의 거동은 실험, 심층 관찰 및 결과 해석을 통해 수세기 동안 연구되어 왔습니다.

이러한 실험을 통해 동일한 방정식 (이상 기체의 방정식)으로 합쳐져 서로 다른 압력 및 온도 조건에 대한 기체의 반응을 예측하는 데 도움이되는 일련의 법칙을 설정할 수있었습니다. 이러한 방식으로 부피, 온도 및 압력과 주어진 시스템의 몰수 사이에 관계가 있습니다.

이러한 법률 중에는 Boyle, Charles, Gay-Lussac 및 Avogadro의 네 가지가 있습니다.

보일의 법칙

용기의 부피를 줄여 압력을 높입니다. 출처 : Gabriel Bolívar

보일의 법칙에 따르면 일정한 온도에서 이상 기체의 부피는 압력에 반비례합니다. 즉, 용기가 클수록 벽이 같은 양의 가스에서 경험하는 압력이 낮아집니다.

Charles Law

중국 제등 또는 소원 풍선. 출처 : Pxhere.

Charles의 법칙에 따르면 일정한 압력에서 이상 기체의 부피는 온도에 정비례합니다. 풍선은 찰스의 법칙을 보여줍니다. 가열하면 조금 더 부풀려지고 액체 질소에 잠기면 풍선 내부의 가스 부피가 줄어들 기 때문에 수축합니다.

Gay-Lussac 법

Gay-Lussac의 법칙에 따르면 일정한 부피에서 이상 기체의 압력은 온도에 정비례합니다. 잘 닫힌 가마솥에서 가스가 점진적으로 가열되면 가마솥의 벽이 변형되거나 팽창하지 않기 때문에 내부 압력이 더 커질 것입니다. 즉, 볼륨이 변하지 않고 일정합니다.

아보가드로의 법칙

마지막으로, Avogadro의 법칙은 이상 기체가 차지하는 부피가 입자 수에 정비례한다고 말합니다. 따라서 1 몰의 입자 (6.02 · 10 ²³ )가 있으면 가스의 몰 부피를 갖게됩니다.

가스의 종류

가연성 가스

열 에너지 생산에 사용되기 때문에 구성 요소가 연료로 작동하는 가스입니다. 그중 일부는 천연 가스, 액화 석유 가스 및 수소입니다.

산업용 가스

그들은 건강, 식품, 환경 보호, 야금, 화학 산업, 보안 부문과 같은 다양한 용도와 응용을 위해 대중에게 판매되는 제조 된 가스입니다. 이러한 가스 중 일부는 산소, 질소, 헬륨, 염소, 수소, 일산화탄소, 프로판, 메탄, 아산화 질소 등입니다.

불활성 가스

특정 온도 및 압력 조건에서 화학 반응을 일으키지 않거나 매우 낮은 가스입니다. 네온, 아르곤, 헬륨, 크립톤 및 크세논입니다. 비 반응성 원소가 필요한 화학 공정에 사용됩니다.

기체 원소 및 화합물의 예

지구 조건에서 주기율표의 기체 원소는 무엇입니까?

우리는 먼저 H ₂ 분자를 형성하는 수소 (H)를 가지고 있습니다. 가장 가벼운 희가스 인 헬륨 (He)은 다음과 같습니다. 그리고 질소 (N), 산소 (O) 및 불소 (F). 마지막 세 개는 N ₂ , O ₂ 및 F _2의 이원자 분자도 형성 합니다.

불소가 네온 (Ne)이 된 후 헬륨을 따르는 고귀한 가스입니다. 불소 아래에는 Cl ₂ 분자 형태의 염소 (Cl)가 있습니다 .

다음으로 아르곤 (Ar), 크립톤 (Kr), 크세논 (Xe), 라돈 (Rn) 및 오가네 손 (Og)과 같은 나머지 고귀 가스가 있습니다.

따라서 총 12 개의 기체 원소입니다. 방사능이 높고 불안정한 오가네 손을 제외하면 11입니다.

기체 화합물

기체 원소 외에도 몇 가지 일반적인 기체 화합물이 나열됩니다.

-H ₂ S, 황화수소, 썩은 달걀 냄새

-NH ₃ , 암모니아, 사용한 비누에서 느껴지는 매운 향

-CO ₂ , 이산화탄소, 온실 가스

-NO ₂ , 이산화질소

-NO, 일산화 질소, 독성이 높지만 순환계에서 중요한 역할을하는 가스

-SO ₃ , 삼산화황

-C ₄ H ₁₀ , 부탄

-HCl, 염화수소

-O ₃ , 오존

-SF ₆ , 육 불화 황

참고 문헌

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