Химия

Газы и газовые законы

Газообразные вещества – вещества со слабыми связями между частицами. Они были открыты сравнительно недавно, так как не поддавались изучению человеческим глазом. Развитие науки в сфере газообразных соединений началось с XVII века.

Главные свойства газов – это подвижность и хаотичное движение частиц, направление которых меняется при столкновении. Газ – одно из трех классических агрегатных состояний веществ, которые на сегодняшний день известны науке.

Закон Авогадро: «число молекул всегда одно и то же в одинаковых объемах любых газов». Иными словами, в 1 моле любого газообразного вещества при одинаковых условиях (давление, температура) одно и то же число частиц.

Это число – число Авогадро: 6,02 * 1023.

На июль 2017 года открыто 826 газов, а в будущем, возможно, к газообразному агрегатному состоянию припишут еще 90 веществ. Многие открытые газы не природные, они получены в лабораторных условиях.

Физические свойств газов:

1. Газы способны занимать все отведенное им пространство, независимо от объема вещества.

2. Газообразные вещества легко соединяются между собой. В полученных смесях нет четких границ: молекулы хаотично перемешиваются.

3. Связи между частицами вещества очень слабые. Пространство между частицами в разы больше, чем размер самих частиц.

4. Объем газов может многократно сжиматься. Например, кислород можно сжать до 200 раз по сравнению с первоначальным объемом.

5. Газы способны к диффузии, то есть к проникновению в другие вещества и перемешиванию.

6. Газы не проводят электрический ток. Исключение составляют ионизированные вещества.

7. У газов низкая теплопроводность и теплоемкость.

Некоторые газы не имеют цвета, другие же заметны человеческому глазу.

Например, йод.

Закон Авогадро. В равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. Следствие: отношение масс одинаковых объёмов различных газов при одинаковых условиях равно отношению их молярных масс (поскольку в равных объёмах газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул и, следовательно, одинаковое число молей).

Это отношение называется относительной плотностью D одного газа по другому.

D – показывает во сколько раз один газ тяжелее или легче другого и является безразмерной величиной.

Закон Бойля-Мариотта: при постоянной температуре объем данного количества газа обратно пропорционален давлению, под которым он находится.

Закон Гей-Люссака: при постоянном давлении изменение объема газа прямо пропорционально температуре.

Закон Шарля: при постоянном объеме давление газа обратно пропорционально температуре.

Объединенный закон Бойля - Мариотта, Гей - Люссака и Шарля:

$\frac{PV}{T}= \frac{{{\displaystyle P}}_0{\displaystyle {{\displaystyle V}}_0}}{T_0}, при V =const$

Объединенный газовый закон: для любого газа отношение произведения давления и объема к температуре есть величина постоянная.

Уравнение Менделеева-Клапейрона - формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа.

Закон объемных отношений газов. При постоянном давлении и температуре объемы газов, вступающих в химическую реакцию, находятся в простых отношениях друг к другу и к объемам газообразных продуктов реакции, то есть отношение объемов, в которых газы участвуют в реакции, соответствует отношению небольших целых чисел.