Gases

Explicamos o que são os gases, como são classificados e as propriedades que apresentam. Além disso, quais são suas características e exemplos.

Os gases são caracterizados por pouca atração entre suas partículas. 

O que são gases?

Com o termo gás, nos referimos a um dos três principais estados de agregação da matéria (junto com líquidos e sólidos ). É caracterizado pela dispersão, fluidez e pouca atração entre suas partículas constituintes.

Os gases são a forma mais volátil de matéria na natureza e são extremamente comuns na vida cotidiana.

Quando uma substância está no estado gasoso, normalmente a chamamos de gás ou vapor e sabemos que suas propriedades físicas foram alteradas. No entanto, as propriedades químicas não mudam : a substância ainda é composta dos mesmos átomos .

Para que as propriedades químicas mudem é necessário que seja uma mistura , já que forçar um de seus ingredientes a se transformar em gás é uma forma útil de separá-lo dos demais.

Os gases são encontrados em todos os lugares : desde a massa heterogênea de gases que chamamos de atmosfera e que respiramos como ar , aos gases que são gerados dentro do intestino, o produto da digestão e decomposição, aos gases inflamáveis ​​com os quais alimentamos nossas cozinhas e fornos.

Veja também: Poluição do ar

História dos gases

A palavra gás foi inventada no século 17 pelo cientista flamengo Jan Baptista van Helmont , do termo latino caos (“caos”).

Ele escolheu o nome para o grau aparente de desordem exibido pelas moléculas de um gás. Também era conhecido na época como “estado aeriforme” , termo que caiu em desuso.

As primeiras leis sobre o comportamento dos gases foram consequência de seu intenso estudo no final do mesmo século, especialmente de suas relações entre pressão, temperatura e volume.

Isso levou Émile Clapeyron a formular a lei ideal para todos os gases (“Lei dos Gases Ideais”) em 1834.

Leis de gás

O volume de um gás varia inversamente com a pressão.

O comportamento dos gases é descrito pela Lei dos Gases Ideais , que por sua vez pode ser entendida como a união de outras leis:

  • Lei de Boyle. “O volume de um gás varia inversamente proporcional à pressão se a temperatura permanecer constante.” É expresso de acordo com a fórmula: P1xV1 = P2xV2.
  • Lei Gay-Lussac. Explique que a pressão de uma massa de gás cujo volume permanece constante é diretamente proporcional à sua temperatura. Isso é formulado da seguinte forma: P1 / T1 = P2 / T2.
  • Charles Law. Expressa a relação constante entre a temperatura e o volume de um gás, quando a pressão é constante. Sua fórmula é: V1 / T1 = V2 / T2.
  • Lei de Avogadro. “Sob condições iguais de pressão e temperatura, as densidades relativas dos corpos gasosos são proporcionais aos seus números atômicos.”

Tipos de gases

Os gases podem ser classificados de acordo com sua natureza química em:

  • Combustível ou inflamável. Aqueles que podem queimar, ou seja, gerar reações explosivas ou exotérmicas na presença de oxigênio ou outros oxidantes.
  • Corrosivo. Aquelas que, ao entrarem em contato com outras substâncias, as submetem a intensos processos de redução ou oxidação, gerando danos à sua superfície ou feridas no caso de serem matéria orgânica.
  • Oxidante. Aqueles que permitem que uma chama ou uma reação inflamável se mantenha viva, pois induzem a combustão em outras substâncias.
  • Tóxico Aqueles que representam um perigo para a saúde devido às reações que introduzem no corpo dos seres vivos , como os gases radioativos.
  • Inerte ou nobre . Aqueles que apresentam pouca ou nenhuma reatividade, exceto em determinadas situações e condições.
  • Ideais. Eles não são realmente gases, mas um conceito ideal e funcional de como os gases devem se comportar. Uma abstração.

Propriedades do gás

Os gases podem expandir ou contrair na presença de calor ou frio. 

Os gases têm as seguintes propriedades:

  • Intangível, incolor, insípido. A maioria dos gases é transparente, impossível de tocar e também carece de cor e sabor. Este último varia muito, entretanto, e muitos gases possuem um odor característico e até mesmo uma cor típica observável.
  • Eles não têm seu próprio volume. Pelo contrário, ocupam o volume do contentor em que se encontram.
  • Eles não têm forma própria. Eles também assumem isso de seu contêiner.
  • Eles podem expandir e contrair. Assim como sólidos e líquidos, na presença de calor ou frio.
  • Eles são fluidos . Muito mais que os líquidos, os gases praticamente não possuem forças de ligação entre suas partículas, podendo perder sua forma e passar de um recipiente para outro, ocupando todo o espaço disponível.
  • Eles têm alta difusão. Os gases podem se misturar facilmente devido ao espaço entre as partículas que possuem.
  • Eles são solúveis. Como os sólidos, os gases podem se dissolver na água ou em outros líquidos.
  • Eles são muito compressíveis. Um gás pode ser forçado a ocupar um volume menor, forçando as moléculas a se estreitarem. É assim que o gás liquefeito (líquido) é obtido.

Sublimação de gás

O gelo seco é um exemplo de sublimação.

A sublimação é um processo de mudança de fase física , que permite que um sólido seja convertido diretamente em gás, sem passar pela fase líquida.

Este processo é menos comum e geralmente envolve condições específicas de pressão e temperatura , mas podemos observá-lo em gelo seco (ou gelo de CO 2 ) em temperatura ambiente: o bloco sólido emite um leve vapor que nada mais é do que a substância recuperando seu original Estado gasoso.

Evaporação de gás

A evaporação é um processo de mudança de fase extremamente comum , que leva um líquido a se tornar um gás, por meio da adição de energia (calor).

Colocamos em prática todos os dias na cozinha , toda vez que fervemos água, por exemplo, ou no chuveiro quando a água muito quente se transforma em vapor observável como uma nuvem esbranquiçada.

Condensação de gás

Os gases podem se tornar líquidos devido à perda de energia térmica. 

A condensação é o processo oposto à evaporação, ou seja, um processo de mudança de fase que leva do estado gasoso ao líquido , devido à perda de energia térmica.

Essa energia perdida faz com que as partículas de gás vibrem mais lentamente , permitindo que se aproximem e se unam mais, como ocorre em vidros frios em um dia chuvoso, ou em plantas e outras superfícies com orvalho.

Sublimação reversa de gases

A sublimação reversa, como o próprio nome indica, é o caminho oposto da sublimação, ou seja, a passagem do estado gasoso ao sólido sem passar primeiro por um momento de liquidez.

Este processo requer condições muito específicas de pressão e temperatura.

Quando as substâncias puras no estado gasoso se solidificam em cristais , isso é chamado de cristalização. É o caso dos cristais de gelo que caem durante as nevascas.

Plasma

As lâmpadas de lava usam plasma frio. 

O estado plasmático da matéria é considerado um quarto estado de agregação , mas possui enormes semelhanças com os gases, pois é basicamente um gás ionizado.

Isso significa que é um gás cujas partículas perderam elétrons e adquiriram certa carga eletromagnética. Existem plasmas frios, como os usados ​​em lâmpadas “lava” , ou plasmas quentes, como o fogo ao redor do sol .

Exemplos de gases

O metano é um dos componentes do gás usado nas residências.

Alguns exemplos de gases são:

  • Hidrogénio (H 2 ). O gás diatômico mais comum emtodo o universo .
  • Hélio (He). Insípido, incolor e inerte. É o menos solúvel em água de todos os gases.
  • Metano (CH 4 ). Hidrocarboneto gasoso de odor desagradável obtido como produto da decomposição orgânica.
  • Air . Uma mistura heterogênea de hidrogênio, nitrogênio , oxigênio, argônio e outros gases que os seres vivos respiram.

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