PLYNNÝ STAV: CHARAKTERISTIKA, VŠEOBECNÉ PRÁVO, PRÍKLADY - CHÉMIA - 2025

V plynnom stave je skupenstve hmoty, v ktorej sú častice držia pohromade pomocou slabých interakcií, je schopný pohybu vo všetkých smeroch v kontajneri, ktorý je obsahuje. Zo všetkých fyzikálnych stavov hmoty je plynný ten, ktorý prejavuje najväčšiu slobodu a chaos.

Plyny vyvíjajú tlak, prenášajú teplo a sú vyrobené zo všetkých druhov malých častíc. Naša atmosféra a vzduch, ktorý dýchame, je prejavom plynného stavu tu na Zemi.

Pri vydychovaní dymu je možné pozorovať správanie plynov skôr, ako sa rozptýlia v atmosfére. Zdroj: Pexels.

Príkladmi plynov sú skleníkové plyny, ako napríklad vodná para, oxid uhličitý, metán alebo ozón. Oxid uhličitý, ktorý vydýchame v našom dychu, je ďalším príkladom plynnej látky.

Plynné častice sú viazané slabými interakciami a pohybujú sa cez nádobu. Pozoruje sa, že častice tekutého stavu sú viac zjednotené a častice pevnej látky sú pevne spojené

Napríklad kvapaliny a pevné látky sa nepresunú do pozícií nad svoje vlastné materiálové limity, čo je skutočnosť, že plyny sa nepohybujú. Dym z cigariet, z komínov a z veží dokazuje, ako plyn stúpa a rozptyľuje sa v prostredí bez toho, aby ho zastavil.

Charakteristika plynného stavu

Chýba objem alebo tvar

Plynný stav sa vyznačuje tým, že nemá definovaný tvar alebo objem. Ak neexistujú hranice, ktoré by ho zadržiavali, rozšíri sa po celej atmosfére. Rovnako ako hélium, unikne zo Zeme.

Plyn môže mať iba tvar uložený v nádobe. Ak je nádoba valcová, plyn bude mať tvar valca.

Zlý vodič tepla

Tento stav sa tiež vyznačuje zlým vodičom tepla a elektriny. V porovnaní s pevnými a tekutými stavmi je obvykle menej hustá.

Pretože väčšina plynov je bezfarebná, ako je napríklad kyslík a oxid uhličitý, pomocou merania ich tlaku môžete určiť, koľko z nich je v nádobe.

reagents

Plyny majú tendenciu byť reaktívnejšie, s výnimkou vzácnych plynov, ako kvapaliny alebo pevné látky, a preto sú potenciálne nebezpečné, buď z dôvodu nebezpečenstva požiaru, alebo preto, že sa môžu ľahko dostať do dýchacích systémov jednotlivcov.

Malé častice

Plynné častice sú tiež zvyčajne malé, sú to atómy alebo jednoduché molekuly.

Napríklad, vodík, H ₂ , je veľmi malá molekula skladá z dvoch atómov vodíka. Máme tiež hélium, On, ktorého atómy sú ešte menšie.

interakcie

Interakcie v plynnom stave sú zanedbateľné. Pritom sa výrazne líši od kvapalného a tuhého stavu, v ktorom sú jeho častice vysoko kohézne a navzájom silne interagujú. V molekulách, ktoré tvoria tekutý a tuhý stav, medzi nimi nie je takmer isté molekulárne vákuum.

Častice v plynnom stave sú od seba veľmi vzdialené, medzi nimi je veľké vákuum. Už to nie je vákuum v molekulárnom meradle. Vzdialenosť, ktorá ich oddeľuje, je taká veľká, že každá častica v plyne je voľná, ľahostajná voči svojmu okoliu, pokiaľ sa v jej chaotickej trajektóriu nezráža s inou časticou alebo proti stene nádoby.

Ak sa predpokladá, že nejestvuje žiadna nádoba, vákuum medzi časticami plynu sa môže naplniť vzduchom, ktorý tlačí a odvádza plyn v smere jeho prúdu. Preto vzduch, ktorý sa skladá z plynnej zmesi, je schopný deformovať a šíriť plynné látky po oblohe, pokiaľ nie sú o to hustejšie ako je to.

Všeobecné právo plynného štátu

Experimentálne štúdium správania a mechaniky plynov odvodené v niekoľkých zákonoch (Boyle, Charles, Gay-Lussac), ktoré sú kombinované tak, aby boli schopné predpovedať, aké budú parametre ktoréhokoľvek plynného systému alebo javu, to znamená, aká bude jeho teplota, objem a tlak.

Tento všeobecný zákon má nasledujúci matematický výraz:

P = KT / V

Ak K je konštanta, P tlak, V objem a T teplota plynu v kelvinovej stupnici. Teda, keď poznáme dve premenné (povedzme P a V), tretiu možno vyriešiť, čo by sa stalo neznámym (T).

Tento zákon nám umožňuje napríklad vedieť, aká teplota plynu, ktorá je uzavretá v nádobe s objemom V, musí byť, aby bola vystavená tlaku P.

Ak k tomuto zákonu pridáme príspevok Amadeusa Avogadra, potom budeme mať zákon o ideálnom plyne, ktorý zahŕňa aj počet častíc a s nimi molárnu koncentráciu plynu:

P = nRT / V

Kde n zodpovedá počtu mólov plynu. Rovnicu je možné prepísať takto:

P = cRT

Kde c je molárna koncentrácia plynu (n / V). Takto sa zo všeobecného zákona získa ideálny zákon, ktorý opisuje, ako súvisí tlak, koncentrácia, teplota a objem ideálneho plynu.

Príklady plynného stavu

Plynné prvky

Samotná periodická tabuľka ponúka dobrý repertoár príkladov prvkov, ktoré sa na Zemi vyskytujú ako plyny. Medzi nimi máme:

-vodík

-Helium

-Nitrogen

-Oxygen

-fluor

-chlor

-Neon

-Argon

-Krypton

-Xenon

To neznamená, že ostatné prvky sa nemôžu stať plynnými. Napríklad kovy sa môžu premeniť na plyny, ak sú vystavené teplotám vyšším ako ich príslušné teploty varu. Môžu to byť plyny z častíc železa, ortuti, striebra, zlata, medi, zirkónia, irídia, osmium; z akéhokoľvek kovu.

Plynné zlúčeniny

V nasledujúcom zozname uvádzame niekoľko príkladov plynných zlúčenín:

- Oxid uhoľnatý, CO

Lewisova štruktúra oxidu uhoľnatého

- Oxid uhličitý, CO ₂ (plyn, ktorý tvorí naše výdychy)

- amoniak, NH ₃ (životne dôležitá látka pre nekonečné priemyselné procesy)

-Sulfur sírový, SO ₃

-Metán, CH ₄ (domáci plyn, s ktorým sa varí)

Štruktúra metánu

Etán, CH ₃ CH ₃

- Oxid dusičitý, NO ₂ (hnedý plyn)

- fosgén, COCl ₂ (vysoko jedovatá látka)

-Air (ako zmes dusíka, kyslíka, argónu a ďalších plynov)

-Vody para, H ₂ O (ktorý je súčasťou mrakov, gejzíry, strojných odparovače, atď).

-Acetylén, HC = CH

Acetylénový štruktúrny vzorec

- Jódové pary, I ₂ (fialový plyn)

- hexafluorid sírový, SF ₆ (veľmi hustý a ťažký plyn)

Hydrazín, N ₂ H ₄

- chlorovodík, HCl (ktorý po rozpustení vo vode vytvára kyselinu chlorovodíkovú)

Referencie

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). chémia (8. vydanie). CENGAGE Learning.
2. Wikipedia. (2020). Plyn. Obnovené z: en.wikipedia.org
3. Edward A. Mason. (6. februára 2020). Plyn. Encyclopædia Britannica. Získané z: britannica.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11. februára 2020). Definícia plynu a príklady v chémii. Získané z: thinkco.com
5. Maria Estela Raffino. (12. februára 2020). Aký je plynný stav? Obnovené z: concept.de