GAS: SIFAT, PERILAKU, BENTUK, CONTOH - KIMIA - 2025

The gas adalah semua zat atau senyawa yang negara agregasi lemah dan tersebar, sementara sangat tergantung pada kondisi suhu dan tekanan yang mengatur atas mereka. Mereka mungkin bentuk materi paling melimpah kedua di seluruh alam semesta setelah plasma.

Di Bumi, gas membentuk lapisan atmosfer, dari eksosfer hingga troposfer dan udara yang kita hirup. Meskipun gas tidak terlihat ketika menyebar melalui ruang yang luas, seperti langit, gas ini dideteksi oleh pergerakan awan, putaran bilah penggilingan, atau uap yang dihembuskan dari mulut kita di iklim dingin.

Gas dapat diamati di cerobong asap industri atau rumah, serta di menara asap yang berasal dari gunung berapi. Sumber: Pxhere.

Begitu juga dengan aspek negatif lingkungan, terlihat pada asap hitam dari pipa knalpot kendaraan, pada kolom asap menara yang berada di pabrik, atau pada asap yang timbul saat terjadi kebakaran hutan.

Anda juga dihadapkan pada fenomena gas ketika Anda melihat uap yang keluar dari selokan, di gumpalan rawa dan kuburan, dalam gelembung di dalam tangki ikan, di balon helium yang dilepaskan ke langit, di oksigen yang dilepaskan oleh tanaman sebagai hasil fotosintesisnya, dan bahkan dalam sendawa dan perut kembung.

Di mana pun gas diamati, berarti ada reaksi kimia, kecuali gas tersebut difiksasi atau berasimilasi langsung dari udara, sumber utama gas (secara dangkal) di planet ini. Saat suhu naik, semua zat (unsur kimia) akan berubah menjadi gas, termasuk logam seperti besi, emas, dan perak.

Terlepas dari sifat kimiawi gas, mereka semua memiliki kesamaan jarak yang sangat jauh yang memisahkan partikelnya (atom, molekul, ion, dll.), Yang bergerak secara kacau dan sewenang-wenang melalui volume atau ruang tertentu.

Sifat gas

Perbedaan molekul padat, cair dan gas

Fisik

Sifat fisik gas berbeda-beda tergantung pada zat atau senyawa apa yang terlibat. Gas secara populer dikaitkan dengan bau tak sedap atau pembusukan, baik karena kandungan sulfurnya, atau adanya amina yang mudah menguap. Begitu pula mereka divisualisasikan dengan warna kehijauan, coklat atau kekuningan, yang mengintimidasi dan memberi pertanda buruk.

Namun, kebanyakan gas, atau setidaknya yang paling melimpah, sebenarnya tidak berwarna dan tidak berbau. Meskipun sulit dipahami, namun dapat dirasakan di kulit dan menahan gerakan, bahkan menciptakan lapisan kental pada tubuh yang melewatinya (seperti yang terjadi pada pesawat terbang).

Semua gas dapat mengalami perubahan tekanan atau suhu yang akhirnya mengubahnya menjadi cairan masing-masing; yaitu, mereka mengalami kondensasi (jika didinginkan) atau likuifaksi (jika "ditekan").

Kondensasi; dari keadaan gas ke keadaan cair

Di sisi lain, gas mampu larut dalam cairan dan beberapa padatan berpori (seperti karbon aktif). Gelembung adalah hasil dari akumulasi gas yang belum larut dalam medium dan keluar ke permukaan zat cair.

Konduktivitas listrik dan termal

Dalam kondisi normal (tanpa ionisasi partikelnya), gas adalah konduktor panas dan listrik yang buruk. Namun, ketika tertekan dengan banyak elektron, mereka membiarkan arus melewatinya, seperti yang terlihat pada petir selama badai.

Di sisi lain, pada tekanan rendah dan terkena medan listrik, beberapa gas, terutama yang mulia atau sempurna, menyala dan lampunya digunakan untuk desain iklan dan poster malam (lampu neon), serta di terkenal lampu pelepasan listrik di lentera jalan.

Mengenai konduktivitas termal, banyak gas berperilaku sebagai insulator termal, sehingga penggabungannya dalam pengisian serat, kain, atau panel kaca, membantu mencegah panas melewatinya dan menjaga suhu tetap konstan.

Namun, ada gas yang merupakan konduktor panas yang baik, dan dapat menyebabkan luka bakar yang lebih parah daripada yang disebabkan oleh cairan atau padatan; misalnya, seperti yang terjadi dengan uap panas dari kue mangkuk panggang (atau empanada), atau dengan semburan uap yang keluar dari ketel uap.

Reaktivitas

Umumnya, reaksi yang melibatkan gas, atau di tempat terjadinya, diklasifikasikan sebagai berbahaya dan tidak praktis.

Reaktivitasnya bergantung, sekali lagi, pada sifat kimianya; Namun, ketika mengembang dan bergerak dengan sangat mudah, perawatan dan kontrol yang lebih baik harus dilakukan karena dapat memicu peningkatan tekanan yang drastis yang membahayakan struktur reaktor; Belum lagi seberapa mudah terbakar atau tidaknya gas-gas ini.

Perilaku gas

Secara makroskopik seseorang dapat memperoleh gambaran tentang perilaku gas dengan menyaksikan bagaimana asap, cincin, atau "lidah" ​​sastra rokok berevolusi di udara. Demikian pula, saat granat asap meledak, menarik untuk memerinci pergerakan awan dengan warna berbeda ini.

Namun, pengamatan seperti itu tunduk pada aksi udara, dan juga fakta bahwa terdapat partikel padat yang sangat halus yang tersuspensi dalam asap. Oleh karena itu, contoh-contoh ini tidak cukup untuk mencapai kesimpulan tentang perilaku gas yang sebenarnya. Sebaliknya, eksperimen telah dilakukan dan teori kinetik gas dikembangkan.

Secara molekuler dan idealnya, partikel-partikel gas saling bertabrakan secara elastik, memiliki perpindahan linier, rotasi dan getaran. Mereka memiliki energi rata-rata terkait, yang memungkinkan mereka untuk melakukan perjalanan bebas melalui ruang apa pun tanpa hampir berinteraksi atau bertabrakan dengan partikel lain saat volume di sekitarnya meningkat.

Perilakunya akan menjadi campuran dari gerakan Brownian yang tidak menentu, dan beberapa tabrakan dari beberapa bola biliar yang memantul tanpa henti antara satu sama lain dan dinding meja; jika tidak ada dinding, mereka akan berdifusi hingga tak terbatas, kecuali jika mereka tertahan oleh gaya: gravitasi.

Bentuk gas

Gas, tidak seperti cairan dan padatan, bukanlah masalah jenis terkondensasi; Artinya, agregasi atau kohesi partikelnya tidak pernah berhasil menentukan bentuk. Mereka berbagi dengan cairan fakta bahwa mereka benar-benar menempati volume wadah yang berisi mereka; namun, mereka kekurangan tegangan permukaan dan permukaan.

Jika konsentrasi gas tinggi, "lidah" ​​atau bentuk makroskopisnya yang telah dijelaskan dapat dilihat dengan mata telanjang. Ini, cepat atau lambat, akan menghilang karena aksi angin atau ekspansi gas semata. Oleh karena itu, gas menutupi semua sudut ruang terbatas yang berasal dari sistem yang sangat homogen.

Sekarang, teori tersebut dengan mudah menganggap gas sebagai bola yang hampir tidak bertabrakan dengan dirinya sendiri; tetapi ketika mereka melakukannya, mereka pulih secara elastis.

Bola-bola ini terpisah jauh satu sama lain, sehingga gas secara praktis "penuh" dalam ruang hampa; karena itu keserbagunaannya untuk melewati celah atau celah sekecil apa pun, dan kemudahan untuk dapat mengompresnya secara signifikan.

Itu sebabnya, betapapun tertutupnya instalasi bakery, jika Anda berjalan di sebelahnya pasti Anda akan menikmati aroma roti yang baru dipanggang.

Tekanan gas

Dapat dipercaya bahwa karena bola atau partikel gas begitu tersebar dan terpisah, mereka tidak mampu menghasilkan tekanan pada benda atau benda. Namun, atmosfer membuktikan bahwa keyakinan semacam itu salah: ia memiliki massa, berat, dan mencegah cairan menguap atau mendidih entah dari mana. Titik didih diukur pada tekanan atmosfer.

Tekanan gas menjadi lebih dapat diukur jika manometer tersedia, atau jika ditutup dalam wadah dengan dinding yang tidak dapat dideformasi. Dengan demikian, semakin banyak partikel gas di dalam wadah, semakin besar jumlah tabrakan antara mereka dan dindingnya.

Partikel-partikel ini, ketika bertabrakan dengan dinding, menekannya, karena mereka menggunakan gaya yang sebanding dengan energi kinetik di permukaannya. Seolah-olah bola biliar yang ideal dilempar ke dinding; jika ada banyak yang menabrak mereka dengan kecepatan tinggi, bahkan bisa pecah.

Unit

Ada banyak satuan yang menyertai pengukuran tekanan suatu gas. Beberapa yang paling terkenal adalah milimeter merkuri (mmHg), seperti torr. Ada yang dalam sistem satuan internasional (SI) yang mendefinisikan pascal (Pa) dalam istilah N / m ² ; dan dari dia kilo (kPa), mega (MPa) dan giga (GPa) pascal.

Volume gas

Gas menempati dan mengembang di seluruh volume wadah. Semakin besar wadahnya maka volume gasnya juga akan semakin besar; tetapi tekanan dan densitasnya akan berkurang untuk jumlah partikel yang sama.

Sebaliknya, gas itu sendiri memang memiliki volume terkait yang tidak terlalu bergantung pada sifat atau struktur molekulnya (idealnya), tetapi pada kondisi tekanan dan suhu yang mengaturnya; ini adalah volume molar.

Pada kenyataannya, volume molar bervariasi dari satu gas ke gas lainnya, meskipun variasinya kecil jika molekulnya tidak besar dan heterogen. Sebagai contoh, volume molar amonia (NH ₃ , 22.079 L / mol) pada 0 ° C dan 1 atm berbeda dengan helium (He, 22.435 L / mol).

Semua gas memiliki volume molar yang berubah sebagai fungsi dari P dan T, dan tidak peduli seberapa besar partikelnya, jumlahnya selalu sama. Oleh karena itu sebenarnya itu diturunkan oleh apa yang dikenal bilangan Avogadro (N _A ).

Hukum gas utama

Perilaku gas telah dipelajari selama berabad-abad melalui eksperimen, observasi mendalam, dan interpretasi hasil.

Eksperimen semacam itu memungkinkan untuk menetapkan serangkaian hukum yang, disatukan dalam persamaan yang sama (yaitu gas ideal), membantu memprediksi respons gas terhadap kondisi tekanan dan suhu yang berbeda. Dengan cara ini, ada hubungan antara volume, suhu dan tekanannya, serta jumlah molnya dalam sistem tertentu.

Di antara undang-undang ini adalah empat hukum berikut: Boyle, Charles, Gay-Lussac, dan Avogadro.

Hukum Boyle

Kenaikan tekanan dengan mengurangi volume wadah. Sumber: Gabriel Bolívar

Hukum Boyle menyatakan bahwa pada suhu konstan, volume gas ideal berbanding terbalik dengan tekanannya; Artinya, semakin besar wadahnya, semakin rendah tekanan yang akan dialami dindingnya dari jumlah gas yang sama.

Hukum Charles

Lentera Cina atau balon harapan. Sumber: Pxhere.

Hukum Charles menyatakan bahwa pada tekanan konstan, volume gas ideal berbanding lurus dengan suhunya. Balon mendemonstrasikan hukum Charles, karena jika dipanaskan, balon akan mengembang lebih banyak, sedangkan jika terendam dalam nitrogen cair, balon mengempis karena volume gas di dalamnya berkontraksi.

Hukum Gay-Lussac

Hukum Gay-Lussac menyatakan bahwa pada volume konstan, tekanan gas ideal berbanding lurus dengan suhunya. Dalam kuali yang tertutup rapat, jika gas dipanaskan secara bertahap, setiap kali tekanan di dalamnya akan semakin besar, karena dinding kuali tidak berubah bentuk atau mengembang; artinya, volumenya tidak berubah, ia konstan.

Hukum Avogadro

Terakhir, hukum Avogadro menyatakan bahwa volume yang ditempati oleh gas ideal berbanding lurus dengan jumlah partikelnya. Jadi, jika kita memiliki satu mol partikel (6,02 · 10 ²³ ), maka kita akan mendapatkan volume molar gas.

Jenis gas

Gas yang mudah terbakar

Mereka adalah gas yang komponennya berfungsi sebagai bahan bakar, karena digunakan untuk produksi energi panas. Beberapa di antaranya adalah gas alam, gas minyak cair, dan hidrogen.

Gas industri

Gas tersebut adalah gas hasil proses, yang dipasarkan ke publik untuk berbagai kegunaan dan aplikasi, seperti untuk kesehatan, makanan, perlindungan lingkungan, metalurgi, industri kimia, sektor keamanan, dan lain-lain. Beberapa gas tersebut antara lain adalah oksigen, nitrogen, helium, klorin, hidrogen, karbon monoksida, propana, metana, dinitrogen oksida.

Gas inert

Gas tersebut adalah gas yang pada suhu dan kondisi tekanan tertentu, tidak menghasilkan reaksi kimia atau reaksi yang sangat rendah. Mereka adalah neon, argon, helium, kripton, dan xenon. Mereka digunakan dalam proses kimia di mana elemen non-reaktif diperlukan.

Contoh unsur dan senyawa gas

Apa unsur gas dari tabel periodik dalam kondisi Bumi?

Pertama-tama kita memiliki hidrogen (H), yang membentuk molekul H ₂ . Helium (Dia), gas mulia yang paling ringan, mengikuti; dan kemudian nitrogen (N), oksigen (O) dan fluor (F). Tiga yang terakhir ini juga membentuk molekul diatomik: N ₂ , O _2, dan F ₂ .

Setelah fluor muncul neon (Ne), gas mulia yang mengikuti helium. Di bawah fluor kita memiliki klor (Cl), dalam bentuk molekul Cl ₂ .

Selanjutnya kita memiliki gas mulia lainnya: argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), radon (Rn) dan oganeson (Og).

Oleh karena itu, mereka adalah total dua belas elemen gas; sebelas jika kita mengecualikan oganeson yang sangat radioaktif dan tidak stabil.

Senyawa gas

Selain unsur gas, beberapa senyawa gas yang umum akan didaftarkan:

-H ₂ S, hidrogen sulfida, bertanggung jawab atas bau telur busuk

-NH ₃ , amonia, aroma menyengat yang tercium pada sabun bekas

-CO ₂ , karbon dioksida, gas rumah kaca

-NO ₂ , nitrogen dioksida

-Tidak, nitrogen monoksida, gas yang diyakini sangat beracun tetapi memainkan peran penting dalam sistem peredaran darah

-SO ₃ , sulfur trioksida

-C ₄ H ₁₀ , butana

-HCl, hidrogen klorida

-O ₃ , ozon

-SF ₆ , sulfur heksafluorida

Referensi

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8). CENGAGE Learning.
2. Sifat-sifat Gas. Diperoleh dari: chemed.chem.purdue.edu
3. Wikipedia. (2019). Gas. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 Desember 2018). Gas - Sifat Umum Gas. Diperoleh dari: thinkco.com
5. Jam Tangan Kesehatan Pria Harvard. (2019). Kondisi gas. Diperoleh dari: health.harvard.edu
6. Editor Pendingin Elektronik. (1 September 1998). Konduktivitas termal gas. Diperoleh dari: electronics-cooling.com