Соединение, находящееся в одном из основных агрегатных состояний, когда составляющие его частицы слабо связаны друг с другом, называется газом или газообразным веществом. Частицы газа движутся хаотично и в некоторых случаях могут переходить в жидкое и твердое состояние.
Получение
Это вещества, которые в нормальных условиях остаются в газообразном агрегатном состоянии. Их можно разделить на две группы:
- простые – азот, кислород, хлор;
- комплекс – аммиак, метан, углекислый газ.
Газы выделяются из атмосферы или природного газа в результате окисления и адсорбции примесей.
Образованию газообразного состояния веществ способствуют изменения нормальных условий. Жидкие или твердые вещества нагреваются, тем самым разрывая химические связи и выделяя отдельные молекулы в воздух. Например, жидкая вода при нагревании легко превращается в водяной пар, а твердый йод выделяет пары фиолетового цвета.
В лабораториях газ получают путем разложения (сгорания) сложных веществ или реакции жидких и твердых соединений. Способы получения некоторых газов:
- водород:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑;
- кислород:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑;
- углекислый газ:
СаСО3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑;
- аммиак:
NH4Cl + NaOH = NaCl + H2O + NH3↑.
Полученный газ обнаруживают разными способами. Например, пропускают через жидкость и наблюдают за изменением цвета, прозрачности (известковое молочко мутнеет в присутствии углекислого газа). Некоторые газы поддерживают горение или, наоборот, тушат тлеющую лучину.
Физические свойства
Молекулы газообразного вещества постоянно движутся, и расстояние между ними значительно превышает их диаметр. Из-за такого расположения частиц газы не имеют формы и легко смешиваются и сжимаются.
Газообразные соединения принимают форму сосуда, в котором они помещены. Ударяясь о стенки сосуда с определенной скоростью, газы создают давление. Чем интенсивнее молекулы действуют на сосуд, тем выше давление.
Различные газообразные соединения смешиваются друг с другом во всех пропорциях. Природный газ представляет собой смесь метана, водорода, сероводорода, углекислого газа, азота и гелия. Атмосфера состоит из смесей простых и сложных газообразных веществ — азота, кислорода, водорода, углекислого газа, водяного пара.
При сжатии объем газов становится значительно меньше. Например, объем кислорода уменьшается в 200 раз.
Описание некоторых газообразных веществ представлено в таблице.
|
Газ |
Формула |
Физические свойства |
быть на природе |
|
Водород |
Н2 |
Самый легкий газ, в 14,5 раз легче воздуха. Не имеет вкуса, запаха, цвета. Плохо растворим в воде (18,8 мл/100 г), но растворим в металлах, особенно палладии. Сжижается при -252,76°C |
В земной коре — 1%, небольшое количество в атмосфере. Большая часть водорода присутствует в виде соединений |
|
Кислород |
О2 |
Он не имеет вкуса, цвета и запаха. Немного тяжелее воздуха. Плохо растворяется в воде (4,9 мл/100 г) и спирте (2,78 мл/100 г), но хорошо растворяется в жидком серебре. Сжижается при -182,98°C |
47% земной коры состоит из кислорода. Морские и пресные воды содержат 85% кислорода. В атмосфере – 20 % |
|
Азот |
Н2 |
Бесцветный газ без запаха. Плохо растворим в воде (2,3 мл/100 г). Атомы азота соединены тройной связью, которую трудно разорвать. Сжижается при -195,8°C |
В атмосфере – 78%. Один из наиболее распространенных элементов, встречающихся за пределами Земли. Содержит белки |
|
Хлор |
Кл2 |
Желто-зеленый газ с запахом. Легко сжижается даже при -34°C. При давлении 0,8 МПа и комнатной температуре он становится жидким. Плохо растворим в воде (1,48 мл/100 г), растворим в бензоле и хлороформе |
Самый распространенный галоген. Встречается в природе только в минералах |
|
Углекислый газ |
СО2 |
Бесцветный газ, без запаха при низких концентрациях. В больших количествах имеет кисловатый запах. В 1,5 раза тяжелее воздуха. Кристаллизуется при -78,3°С. Жидкое состояние достигается при комнатной температуре и давлении 6 МПа |
В атмосфере содержится менее 1 % |
|
Аммиак |
NH3 |
Бесцветный газ с резким запахом. В два раза тяжелее воздуха. Растворим в воде |
Образуется при распаде азотсодержащих веществ |
За счёт свободного движения молекул газ равномерно распространяется в ограниченном пространстве. Такое явление называется диффузией. Яркий пример диффузии – распространение запахов. При приготовлении пищи на кухне запах постепенно распространяется по всей квартире.
Что мы узнали?
Газ – это вещество, состоящее из беспорядочно движущихся частиц – молекул или атомов. Газообразные соединения могут быть получены путем выделения из атмосферы путем адсорбции и окисления. Газ получают также из жидких и твердых веществ в изменяющихся условиях или при взаимодействии простых и сложных веществ. Газы не имеют формы, легко смешиваются друг с другом и равномерно распределяются в замкнутом пространстве. Самый распространенный газ в атмосфере — азот. Самый легкий газ.
Комментирование закрыто