PLYNNÝ STAV: VLASTNOSTI, OBECNÉ PRÁVO, PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

V plynném stavu je skupenství hmoty, ve které jsou částice drží pohromadě pomocí slabých interakcí, je schopen pohybu ve všech směrech v kontejneru, který je obsahuje. Ze všech fyzických stavů hmoty je plynný ten, který projevuje největší svobodu a chaos.

Plyny vyvíjejí tlak, přenášejí teplo a jsou tvořeny všemi druhy malých částic. Naše atmosféra a vzduch, který dýcháme, je projevem plynného stavu zde na Zemi.

Při vyzařování kouře lze pozorovat chování plynů před jejich rozptýlením v atmosféře. Zdroj: Pexels.

Příklady plynů jsou skleníkové plyny, jako jsou vodní pára, oxid uhličitý, metan nebo ozon. Oxid uhličitý, který vydechujeme v dechu, je dalším příkladem plynné látky.

Plynné částice jsou vázány slabými interakcemi a pohybují se nádobou. Je pozorováno, že částice kapalného stavu jsou více sjednoceny a částice pevné látky jsou těsně sjednoceny

Například kapaliny a pevné látky se nepřesunou do pozic, které přesahují jejich vlastní materiálové limity, což je skutečnost, že se plyny nepohybují. Kouř z cigaret, z komínů az věží se ukazuje, jak plyn stoupá a rozptyluje se v prostředí, aniž by ho zastavil.

Charakteristika plynného stavu

Chybí objem nebo tvar

Plynný stav je charakterizován tím, že nemá definovaný tvar nebo objem. Pokud neexistují žádné hranice, které by ho zadržovaly, rozšíří se po celé atmosféře. Stejně jako helium unikne ze Země.

Plyn může mít pouze tvar uložený v nádobě. Pokud je nádoba válcová, bude mít plyn „tvar“ jako válec.

Špatný vodič tepla

Tento stav je také charakterizován tím, že je špatným vodičem tepla i elektřiny. To je obecně méně husté ve srovnání s pevnými a kapalnými stavy.

Protože většina plynů je bezbarvá, jako je kyslík a oxid uhličitý, můžete pomocí měření jejich tlaku určit, kolik z nich je v nádobě.

Činidla

Plyny mají tendenci být reaktivnější, s výjimkou vzácných plynů, než kapaliny nebo pevné látky, což je důvod, proč jsou potenciálně nebezpečné, buď z důvodu nebezpečí požáru, nebo proto, že mohou snadno vstoupit do dýchacích systémů jednotlivců.

Malé částice

Plynné částice jsou také obvykle malé, jsou to atomy nebo jednoduché molekuly.

Například, vodík, H ₂, je velmi malá molekula skládá ze dvou atomů vodíku. Máme také hélium, On, jehož atomy jsou ještě menší.

Interakce

Interakce v plynném stavu jsou zanedbatelné. V tom se výrazně liší od kapalného a pevného stavu, ve kterém jsou jeho částice vysoce soudržné a vzájemně silně interagují. V molekulách, které tvoří kapalný a pevný stav, je mezi nimi stěží určité molekulární vakuum.

Částice v plynném stavu jsou od sebe velmi vzdálené, existuje mezi nimi velké vakuum. Už to není molekulární vakuum. Vzdálenost, která je odděluje, je tak velká, že každá částice v plynu je volná, lhostejná k jejímu okolí, ledaže by se ve své chaotické trajektorii střetla s jinou částicí nebo proti stěně nádoby.

Pokud se předpokládá, že neexistuje žádná nádoba, vakuum mezi částicemi plynu může být naplněno vzduchem, který tlačí a odvádí plyn ve směru jeho proudu. Proto vzduch, který se skládá z plynné směsi, je schopen deformovat a šířit plynné látky po obloze, pokud nejsou o tolik hustší než to.

Obecné právo plynného stavu

Experimentální studium chování a mechaniky plynů odvozené z několika zákonů (Boyle, Charles, Gay-Lussac), které jsou kombinovány tak, aby bylo možné předpovídat, jaké budou parametry jakéhokoli plynného systému nebo jevu, tj. Jaká bude jeho teplota, objem a tlak.

Tento obecný zákon má následující matematické vyjádření:

P = KT / V

Kde K je konstanta, P tlak, V objem a T teplota plynu v kelvinovém měřítku. Díky znalosti dvou proměnných (řekněme P a V) lze tedy vyřešit třetí, která by se stala neznámou (T).

Tento zákon nám například umožňuje vědět, jaká musí být teplota plynu uzavřeného v nádobě o objemu V, aby se projevil tlak P.

Přidáme-li k tomuto zákonu příspěvek Amadeuse Avogadra, budeme mít zákon o ideálním plynu, který také zahrnuje počet částic a s nimi molární koncentraci plynu:

P = nRT / V

Kde n odpovídá počtu molů plynu. Rovnice může být přepsána jako:

P = cRT

Kde c je molární koncentrace plynu (n / V). Z obecného zákona se tak získá ideální zákon, který popisuje, jak souvisí tlak, koncentrace, teplota a objem ideálního plynu.

Příklady plynného stavu

Plynné prvky

Samotná periodická tabulka nabízí dobrý repertoár příkladů prvků, které se na Zemi vyskytují jako plyny. Mezi nimi máme:

-Vodík

-Hélium

-Dusík

-Kyslík

-Fluorine

-Chlór

-Neon

-Argon

-Krypton

-Xenon

To neznamená, že ostatní prvky se nemohou stát plynnými. Například kovy se mohou přeměnit na plyny, pokud jsou vystaveny teplotám vyšším než jejich příslušné teploty varu. Mohou tedy existovat plyny z částic železa, rtuti, stříbra, zlata, mědi, zirkonia, iridia, osmium; jakéhokoli kovu.

Plynné sloučeniny

V následujícím seznamu uvádíme několik příkladů plynných sloučenin:

- Oxid uhelnatý, CO

Lewisova struktura oxidu uhelnatého

- Oxid uhličitý, CO ₂ (plyn, který tvoří naše výdechy)

- Amoniak, NH ₃ (životně důležitá látka pro nekonečné průmyslové procesy)

-Sulfur sírový, SO ₃

-Methan, CH ₄ (domácí plyn, kterým se vaří)

Methanová struktura

Ethan, CH ₃ CH ₃

- Oxid dusičitý, NO ₂ (hnědý plyn)

-Phosgen, COCl ₂ (vysoce jedovatá látka)

-Air (jako směs dusíku, kyslíku, argonu a dalších plynů)

- Vodní pára, H ₂ O (která je součástí mraků, gejzírů, odpařovačů strojů atd.).

-Acetylen, HC2CH

Strukturální vzorec acetylenu

-Jodové páry, I ₂ (fialový plyn)

-Síran hexafluorid, SF ₆ (velmi hustý a těžký plyn)

Hydrazin, N ₂ H ₄

- Chlorovodík, HCl (který po rozpuštění ve vodě produkuje kyselinu chlorovodíkovou)

Reference

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie (8. ed.). CENGAGE Učení.
2. Wikipedia. (2020). Plyn. Obnoveno z: en.wikipedia.org
3. Edward A. Mason. (6. února 2020). Plyn. Encyclopædia Britannica. Obnoveno z: britannica.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11. února 2020). Definice plynu a příklady v chemii. Obnoveno z: thinkco.com
5. Maria Estela Raffino. (12. února 2020). Jaký je plynný stav? Obnoveno z: concept.de