PLINSKO STANJE: ZNAČILNOSTI, SPLOŠNO PRAVO, PRIMERI - KEMIJA - 2024

Plinastem stanju je stanje agregacije materije, v kateri so delci držijo skupaj šibke interakcije, zmožen gibanja v vseh smereh vsebnika, ki jih vsebuje. Od vseh fizičnih stanj snovi je plinasto tisto, ki kaže največjo svobodo in kaos.

Plini izvajajo pritisk, prenašajo toploto in so sestavljeni iz vseh vrst majhnih delcev. Naše ozračje in zrak, ki ga dihamo, sta manifestacija plinastega stanja tukaj na Zemlji.

Pri odvajanju dima lahko opazimo obnašanje plinov, preden se razpršijo skozi ozračje. Vir: Pexels.

Primeri plinov so toplogredni plini, kot so vodna para, ogljikov dioksid, metan ali ozon. Ogljikov dioksid, ki ga izdihnemo v sapi, je še en primer plinaste snovi.

Plinasti delci so vezani s šibkimi interakcijami in se premikajo skozi posodo. Opažamo, da so delci tekočega stanja bolj združeni, trdni pa tesno združeni

Tekočine in trdne snovi se na primer ne bodo premikale na položaje, ki presegajo lastne materialne meje, dejstvo, da plini ne. Dim iz cigaret, iz dimnikov in stolpov sami po sebi dokazujejo, kako se plin dviga in razprši po okolju, ne da bi ga kaj zaustavilo.

Značilnosti plinastega stanja

Primanjkuje volumna ali oblike

Za plinsko stanje je značilno, da nima določene oblike ali prostornine. Če ni meja, ki bi jo zadržala, se bo razširila po ozračju. Tako kot helij bo z Zemlje pobegnil.

Plin lahko dobi le obliko, ki jo naloži posoda. Če je posoda cilindrična, bo plin "oblikovan" kot jeklenka.

Slab prevodnik toplote

Za to stanje je značilen tudi slab prevodnik tako toplote kot električne energije. Na splošno je manj gosta v primerjavi s trdnimi in tekočimi stanji.

Ker je večina plinov brezbarvnih, kot sta kisik in ogljikov dioksid, lahko določite, koliko jih je v posodi, tako da izmerite njihov tlak.

Reagenti

Plini so, razen žlahtnih plinov, bolj reaktivni kot tekočine ali trdne snovi, zato so potencialno nevarni bodisi zaradi nevarnosti požara bodisi zaradi tega, ker lahko zlahka vstopijo v dihala posameznikov.

Majhni delci

Plinasti delci so običajno tudi majhni, in sicer so atomi ali preproste molekule.

Na primer, plin vodik, H ₂ , je zelo majhna molekula, sestavljena iz dveh vodikovih atomov. Imamo tudi helij, He, katerega atomi so še manjši.

Interakcije

Interakcije v plinastem stanju so zanemarljive. V tem se močno razlikuje od tekočih in trdnih stanj, v katerih so njeni delci zelo kohezivni in med seboj močno medsebojno delujejo. V molekulah, ki tvorijo tekoče in trdno stanje, med njimi skoraj ni določenega molekularnega vakuuma.

Delci v plinastem stanju so zelo oddaljeni drug od drugega, med njimi je veliko vakuuma. To ni več vakuum v molekularnem merilu. Razdalja, ki jih ločuje, je tako velika, da je vsak delček v plinu svoboden, ravnodušen do svoje okolice, razen če se v kaotični poti ne trči z drugim delcem ali ob steno posode.

Če domnevamo, da ni posode, se lahko vakuum med plinskimi delci napolni z zrakom, ki potisne in vleče plin v smeri svojega toka. Zato je zrak, ki je sestavljen iz plinaste mešanice, sposoben deformirati in širiti plinaste snovi po nebu, dokler niso veliko gostejši od njega.

Splošno pravo plinaste države

Eksperimentalna študija obnašanja in mehanike plinov, ki izhaja iz več zakonov (Boyle, Charles, Gay-Lussac), ki so združeni, da bi lahko predvideli, kakšni bodo parametri katerega koli plinastega sistema ali pojava, torej kolikšna bo njegova temperatura, volumen in pritisk.

Ta splošni zakon ima naslednji matematični izraz:

P = KT / V

Če je K konstanta, je P tlak, V prostornina in T temperatura plina po kelvinskem merilu. Tako lahko z dvema spremenljivkama (recimo P in V) rešimo tretjo, ki bi postala neznanka (T).

Ta zakon nam omogoča, da na primer vemo, kakšna mora biti temperatura plina, zaprtega v posodi z volumnom V, da se pojavi tlak P.

Če temu zakonu dodamo prispevek Amadeusa Avogadra, bomo imeli zakon o idealnem plinu, ki vključuje tudi število delcev in z njimi molsko koncentracijo plina:

P = nRT / V

Kjer n ustreza številu molov plina. Enačbo lahko zapišemo kot:

P = cRT

Kjer je c molska koncentracija plina (n / V). Tako iz splošnega zakona dobimo idealni zakon, ki opisuje povezanost tlaka, koncentracije, temperature in prostornine idealnega plina.

Primeri plinastega stanja

Plinasti elementi

Sama periodična tabela ponuja dober repertoar primerov elementov, ki se na Zemlji pojavljajo kot plini. Med njimi imamo:

Vodik

-Helij

-Ozot

-Kisik

-Fluor

-Klor

-Neon

-Argon

-Krypton

-Xenon

To ne pomeni, da ostali elementi ne morejo postati plinasti. Na primer, kovine se lahko spremenijo v pline, če so izpostavljene temperaturam, ki so višje od njihovih vrelišč. Tako lahko obstajajo plini iz delcev železa, živega srebra, srebra, zlata, bakra, cirkonija, iridija, osmija; iz katere koli kovine.

Plinaste spojine

Na naslednjem seznamu imamo nekaj primerov plinastih spojin:

Ogljikov monoksid, CO

Lewisova struktura ogljikovega monoksida

Ogljikov dioksid, CO ₂ (plin, ki tvori naše izdihe)

-Amonijak, NH ₃ (vitalna snov za neskončne industrijske procese)

-Žveplov trioksid, SO ₃

-Metan, CH ₄ (domači plin, s katerim se kuha)

Metana struktura

Etan, CH ₃ CH ₃

-Azotni dioksid, NO ₂ (rjavi plin)

-Posgene, COCl ₂ (zelo strupena snov)

-Za zrak (ki je mešanica dušika, kisika, argona in drugih plinov)

-Vodena para, H ₂ O (ki je del oblakov, gejzirjev, strojnih uparjalnikov itd.)

-Acetilen, HC≡CH

Strukturna formula acetilena

-Od jodnih hlapov, I ₂ (vijolični plin)

-Žveplov heksafluorid, SF ₆ (zelo gost in težek plin)

-Hydrazine, N ₂ H ₄

Vodikov klorid, HCl (ki se raztopi v vodi, tvori klorovodikovo kislino)

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Wikipedija. (2020). Plin. Pridobljeno: en.wikipedia.org
3. Edward A. Mason. (6. februar 2020). Plin. Encyclopædia Britannica. Pridobljeno: britannica.com
4. Helmenstine, Anne Marie, dr. (11. februar 2020). Opredelitev in primeri plina v kemiji. Pridobljeno: misel.com
5. Maria Estela Raffino. (12. februar 2020). Kakšno je plinasto stanje? Pridobljeno iz: concept.de