Газ

Газ(фр. gas, гр. chaos – бей-берекет) — заттың атомдары мен молекулалары бір-бірімен әлсіз байланысқандықтан, кез келген бағытта еркін қозғалатын және өзіне берілген көлемге толық жайылып орналасатын агрегаттық күйі. «Газ» атауын ғылыми қолданысқа 17 ғасырдың басында голланд ғалымы енгізген. Газ молекулаларының соқтығысу уақыты олардың еркін жолға кететін уақытынан әлдеқайда аз болады. Химиялық элементтердің өте кіші бөлшекке бөлініп, бейтарап ұшуы. Негізгі тұрмыстағы газдар пропан, бутан, неон және тағыда басқа Газ қатты дене мен сұйықтық тәрізді еркін бет түзбейді және ол берілген көлемді толық толтырып тұрады. Газ тәрізді күй – заттардың (жұлдызаралық заттар, тұмандықтар, жұлдыздар, планеталардың атмосферасы, тағыда басқа) ғаламдағы ең көп таралған күйі. Химиялық қасиеттері бойынша газдар және олардың қоспалары (активтілігі аз инертті газдар мен қопарылғыш газдар қоспасына дейін) сан алуан болып келеді. Газға атомдар мен молекулалардан тұратын жүйе ғана емес, кейде басқа бөлшектерден – фотондардан, электрондардан, броундық бөлшектерден, сондай-ақ плазмадан тұратын жүйелер де жатқызылады.

Газ күйінің бөлшектері (атомдар, молекулалар, және иондар) электр өрісі жоқ кездегі еркін қозғалысы.

Нақты (реал) газдар. Газдың тығыздығы артқан сайын оның қасиеттері идеал газ күйінен ауытқи бастайды. Бұл жағдайда соқтығысулардың рөлі артып, молекулалардың мөлшерлері мен олардың өзара әсерлерін ескермеуге болмай қалады. Мұндай газды нақты (реал) газ деп атайды.

Химиялық заттардың кейбіреулері газ күйінде болады, мысалы, Н₂, O₂, N₂, Сl₂, т.б. Бұлардан басқа күрделі заттар да газ күйінде бола алады: СO₂, SO₂, СН₄, HCl, H₂S, т.б. Газ күйіндегі заттар газ заңдарына бағынатыны белгілі, оларды сендер физика курсынан білесіңдер.

Газдардың күйін сипаттайтын шамалар: қысым, көлем, температура. Газдарды сипаттағанда көбінесе қысым мен температураны тұрақты етіп алып, көлемнің өзгерістерін қарастырамыз, көлемнің өзгерісі газдар үшін деңгейлес болады, себебі олардың молекулааралық қашықтықтары шамамен бірдей.

Физика курсынан тығыздық дегеніміз газдың көлем бірлігінің массасы екендігін білесіңдер:

${\displaystyle \rho ={\frac {m}{V}};}$ г/л бұдан ${\displaystyle \nu ={\frac {m}{M}}}$

Біз осыған дейін қарастырған газдардың тығыздықтары бойынша олардың 1 молінің алатын көлемін есептейік:

Газ	H2	O2	N2	O3	CO2
${\displaystyle \rho }$, г/л	0,089	1,43	1,25	2,143	1,946
M, г/моль	2	32	28	48	44
m , г	2	32	28	48	44
N , молекула	6,02•10^23	6,02•10^23	6,02•10^23	6,02•10^23	6,02•10^23

Енді осы газдардың 1 молінің көлемдерін тапсақ:

${\displaystyle V(H_{2})={\frac {2}{0,089}}=22,47}$ л;

${\displaystyle V(O_{2})={\frac {32}{1,43}}=22,37}$ л;

${\displaystyle V(N_{2})={\frac {28}{1,25}}=22,4}$ л;

${\displaystyle V(O_{3})={\frac {48}{2,143}}=22,39}$ л;

${\displaystyle V(CO_{2})={\frac {44}{1,964}}=22,4}$ л;

${\displaystyle V_{m}=22,4}$ л/моль.

Осы есептеулерден көрініп тұрғандай 1 моль газдың көлемі шамамен бірдей екен, оның сандық мәні 22,4 л. Мольдік көлем (V_m) t⁰С = 0⁰С, р = 1 атм = 101,3 кПа жағдайында анықталған, бұл қалыпты жағдай (қ.ж.) деп аталады (14-сурет).

${\displaystyle V_{m}={\frac {V}{\nu }}}$ => ${\displaystyle \nu ={\frac {V}{V_{m}}}}$; ендеше ${\displaystyle \nu ={\frac {m}{M}}={\frac {N}{N_{A}}}={\frac {V}{V_{m}}}}$

Бірдей жағдайда алынған газдардың тең көлемдерінде молекула сандары бірдей болады. Бұл - Авогадро заңы. Ол 1811 жылы ашылған.
Химияда тығыздықтан басқа салыстырмалы тығыздық деген түсінік те пайдаланылады.

Бірдей жағдайда тең көлемде алынған ғаздардың массаларының қатынасын салыстырмалы тығыздық деп атайды.

${\displaystyle D={\frac {m(1)}{m(2)}}={\frac {M(1)}{M(2)}}}$

Бір газдың екінші газбен салыстырғандағы тығыздығы олардың молярлық массаларының қатынасындай болады. Салыстырмалы тығыздық сутегі мен ауа бойынша беріледі.

Сонда

${\displaystyle D_{H_{2}}={\frac {M(x)}{M(H_{2})}}}$

${\displaystyle D_{aya}={\frac {M(x)}{aya}}}$

М(Н₂) = 2 г/моль;

М(ауа) = 29 г/моль

М{х) = 2D(H₂); М(х) = 29D(aya), мұндағы х - белгісіз газдың мольдік массасы.

Қалыпты жағдайдағы газдың тығыздығы мына формуламен анықталады:

${\displaystyle \rho ={\frac {M}{V_{m}}}}$(г/л)

Дереккөздер

1. Балалар энциклопедиясы, III-том
2. Химия: Жалпы білім беретін мектептің сыныбына арналған оқулық. Усманова М.Б., Сақариянова Қ.Н. –Алматы: Атамұра, 2009. - 216 бет. ISBN9965-34-887