Caratteristiche del gas

Il gas sono sostanze che si trovano nel stato gassoso. Possono essere sostanze pure, come il gas naturale, o miscele come l'aria. In realtà, tutta la materia è in grado di presentarsi in questo stato di aggregazione, solo a determinate condizioni. Tuttavia, è più facile determinare le proprietà generali dei gas che a temperatura ambiente.

I gas sono definiti da a set di funzionalità che si osservano sia nel comportamento delle sue particelle che nella quantità di energia che immagazzinano. Queste caratteristiche saranno principalmente fisiche, ma determineranno anche il modo in cui partecipano alle reazioni chimiche.

Le caratteristiche dei gas sono:

In generale, i gas mostrano le seguenti caratteristiche, ciascuna delle quali verrà spiegata separatamente, in modo più dettagliato.

• Viscosità molto bassa
• Densità molto bassa
• Hanno il volume del contenitore che li contiene
• Il suo volume può essere variato con pressione e temperatura
• Alta diffusività
• Alta comprimibilità
• Elevata espandibilità
• Elevata energia cinetica
• Forze intermolecolari molto basse
• Hanno bisogno di catalizzatori per reagire

Viscosità molto bassa

La viscosità è la resistenza delle sostanze al flusso. Nel caso dei gas, questa proprietà ha un valore molto basso o nullo, poiché le loro particelle fluttuano in ordine sparso. È possibile dirigerli solo applicando pressione o vuoto e disponendo di una rete di tubi attraverso i quali si desidera farli circolare.

Densità molto bassa

La densità è una proprietà fisica della materia che indica quanto massa di una sostanza c'è in ogni unità di volume. Le particelle di un gas sono ampiamente separate l'una dall'altra, risultando in una massa bassa in ogni unità di volume: una densità molto bassa. Se un contenitore chiuso contiene un gas, la densità dipenderà dalla sua quantità.

La densità è una proprietà dei gas che può essere variato. Se racchiudiamo un gas e riduciamo il volume che copre, diventerà più concentrato. Ciò causerà un maggiore densità. Al contrario, se si aumenta il volume che ricopre, le particelle si disperderanno di più, lasciando meno in ogni unità di volume. Quest'ultimo si traduce in a densità inferiore.

Hanno il volume del contenitore che li contiene

Un gas non ha un volume definito. Prenderà la forma del contenitore che lo contiene: una forma che non è permanente e non può essere preservata se il contenitore viene aperto.

Il suo volume può essere variato con pressione e temperatura

I gas rispondono notevolmente alle variazioni di pressione e temperatura. Questi cambiamenti si osservano nel volume occupato dalle sue particelle, nei seguenti modi:

• All'aumentare della pressione, le particelle si attaccano di più, comprendendo meno volume.
• Riducendo la pressione, le particelle si disperdono di più, inglobando più volume.
• All'aumentare della temperatura, le particelle diventano più agitate, racchiudendo più volume.
• Quando la temperatura si abbassa, le particelle sono meno agitate, comprendendo meno volume.

Alta diffusività

Quando due o più gas vengono mischiati, le particelle di uno diffuso tra gli altri, così uniformemente che ogni parte della miscela sarà identica all'altra. Grazie al fatto che i gas hanno un movimento interno costante, possono essere combinati facilmente e senza bisogno di agitazione.

Alta comprimibilità

I gas hanno una grande comprimibilità grazie al fatto che le sue particelle sono relativamente distanti, l'uno dall'altro. È possibile applicare loro un'alta pressione per ridurre il volume che ricoprono e avranno comunque la capacità di spostarsi al grado caratteristico di un gas. Ciò è contrario ai liquidi e ai solidi, che sono sostanze incomprimibili.

Elevata espandibilità

I gas, a causa dell'elevata agitazione delle molecole che li compongono, rispondono espandendosi quando si riduce la pressione o si aumenta il volume che occupano. Sebbene il volume diventi centinaia di volte maggiore, le particelle di un gas continueranno a colpire ogni angolo del contenitore.

Elevata energia cinetica

I gas si distinguono dai liquidi e dai solidi per il movimento delle loro particelle. In un solido, sono compatti e ordinati. In un liquido, si muovono a strati e se lasciati in piedi non scorrono. Nei gas, le particelle sono in costante movimento, quindi portano con sé un'elevata energia cinetica.

Forze intermolecolari molto basse

Le molecole dei gas non restano ferme o unite tra loro, ma restano in bilico, indipendentemente dalle dimensioni del contenitore che le contiene. Questo è un indicatore che forze intermolecolari di questi sono troppo basso e insufficiente per soddisfare.

Questo li differenzia da liquidi e solidi, le cui particelle sono influenzate da grandi forze intermolecolari, che conferiscono loro una forma fisica e una consistenza definite.

Hanno bisogno di catalizzatori per reagire

A causa della dispersione delle particelle di gas, è difficile che agiscano in una reazione chimica. Pertanto, sono disponibili catalizzatori che offrono un'area di contatto sufficiente tra il gas e l'altro reagente.

Questo è il caso quando deve essere effettuata l'idrogenazione. Sul reagente viene posta una rete di platino, ad esempio, o un altro metallo che funzioni a tale scopo. Su questa rete può essere depositato gas idrogeno, per reagire con il reagente e generare il prodotto.

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