Estado gasoso: características, lei geral, exemplos - Ciência - 2023

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o Estado gasoso É um estado de agregação da matéria em que as partículas são mantidas juntas por interações fracas, podendo se mover em todas as direções do recipiente que as contém. De todos os estados físicos da matéria, o gasoso é o que manifesta a maior liberdade e caos.

Os gases exercem pressão, transportam calor e são compostos de todos os tipos de pequenas partículas. Nossa atmosfera e o ar que respiramos são uma manifestação do estado gasoso aqui na Terra.

Exemplos de gases são gases de efeito estufa, como vapor d'água, dióxido de carbono, metano ou ozônio. O dióxido de carbono que exalamos na respiração é outro exemplo de substância gasosa.

Líquidos e sólidos, por exemplo, não se moverão para posições além de seus próprios limites materiais, um fato que os gases não. Os fumos dos cigarros, das chaminés e das torres, demonstram por si próprios como o gás sobe e se dispersa pelo ambiente sem que nada o detenha.

Características do estado gasoso

Falta volume ou forma

O estado gasoso é caracterizado por não ter forma ou volume definidos. Se não houver limites para contê-lo, ele se espalhará pela atmosfera. Assim como o hélio, ele escapará da Terra.

Um gás só pode assumir a forma imposta por um recipiente. Se um recipiente for cilíndrico, o gás "terá" a forma de um cilindro.

Mau condutor de calor

Este estado também é caracterizado por ser um mau condutor de calor e eletricidade. Geralmente é menos denso em comparação com os estados sólido e líquido.

Como a maioria dos gases é incolor, como oxigênio e dióxido de carbono, você pode determinar a quantidade deles em um recipiente medindo sua pressão.

Reagentes

Os gases tendem a ser mais reativos, com exceção dos gases nobres, do que os líquidos ou sólidos, razão pela qual são potencialmente perigosos, seja pelo risco de incêndio, seja porque podem entrar facilmente no sistema respiratório dos indivíduos.

Partículas pequenas

As partículas gasosas também costumam ser pequenas, sendo átomos ou moléculas simples.

Por exemplo, gás hidrogênio, H₂, é uma molécula muito pequena composta por dois átomos de hidrogênio. Também temos hélio, He, cujos átomos são ainda menores.

Interações

As interações no estado gasoso são desprezíveis. Nesse aspecto, ele difere muito dos estados líquido e sólido, nos quais suas partículas são altamente coesas e interagem fortemente umas com as outras. Nas moléculas que formam os estados líquido e sólido, dificilmente existe um certo vácuo molecular entre eles.

As partículas no estado gasoso estão muito distantes umas das outras, existe muito vácuo entre elas. Não é mais um vácuo em escala molecular. A distância que os separa é tão grande que cada partícula do gás é livre, indiferente ao seu entorno, a menos que em sua trajetória caótica colida com outra partícula ou contra a parede do recipiente.

Se for assumido que não há recipiente, o vácuo entre as partículas de gás pode ser preenchido por ar, que empurra e arrasta o gás na direção de sua corrente. É por isso que o ar, que consiste numa mistura gasosa, é capaz de deformar e espalhar as substâncias gasosas pelo céu, desde que não sejam muito mais densas que ele.

Lei geral do estado gasoso

O estudo experimental do comportamento e da mecânica dos gases resultou em várias leis (Boyle, Charles, Gay-Lussac) que se combinam para poder prever quais serão os parâmetros de qualquer sistema ou fenômeno gasoso, ou seja, qual será sua temperatura, volume e pressão.

Esta lei geral tem a seguinte expressão matemática:

P = KT / V

Onde K é uma constante, P a pressão, V o volume e T a temperatura do gás em uma escala de Kelvin. Assim, conhecendo duas variáveis (ou seja, P e V), a terceira pode ser resolvida, que se tornaria a incógnita (T).

Essa lei nos permite saber, por exemplo, qual deve ser a temperatura de um gás, encerrado em um recipiente de volume V, para exibir uma pressão P.

Se somarmos a contribuição de Amadeus Avogadro a esta lei, teremos então a lei dos gases ideais, que também envolve o número de partículas, e com elas a concentração molar do gás:

P = nRT / V

Onde n corresponde ao número de moles do gás. A equação pode ser reescrita como:

P = cRT

Onde c é a concentração molar do gás (n/ V). Assim, a partir de uma lei geral, obtém-se a lei ideal que descreve como se relacionam pressão, concentração, temperatura e volume de um gás ideal.

Exemplos de estado gasoso

Elementos gasosos

A própria tabela periódica oferece um bom repertório de exemplos de elementos que ocorrem na Terra como gases. Entre eles temos:

-Hidrogênio

-Hélio

-Azoto

-Oxigênio

-Flúor

-Cloro

-Néon

-Argon

-Krypton

-Xenon

Isso não significa que os outros elementos não possam se tornar gasosos. Por exemplo, metais podem se transformar em gases se forem submetidos a temperaturas superiores a seus respectivos pontos de ebulição. Assim, pode haver gases de partículas de ferro, mercúrio, prata, ouro, cobre, zircônio, irídio, ósmio; de qualquer metal.

Compostos gasosos

Na lista a seguir, temos alguns exemplos de compostos gasosos:

- Monóxido de carbono, CO

- Dióxido de carbono, CO₂(gás que compõe nossas exalações)

-Amônia, NH₃(substância vital para processos industriais infinitos)

- Trióxido de enxofre, SO₃

-Metano, CH₄ (gás doméstico, com o qual é cozinhado)

-Ethane, CH₃CH₃

- Dióxido de nitrogênio, NÃO₂ (gás marrom)

-Fosgênio, COCl₂(substância altamente venenosa)

-Air (sendo uma mistura de nitrogênio, oxigênio, argônio e outros gases)

-Vapor de água, H₂Ou (que faz parte de nuvens, gêiseres, vaporizadores de máquina, etc.).

-Acetileno, HC≡CH

-Vapores de iodo, I₂ (cor de gás roxo)

-Hexafluoreto de enxofre, SF₆ (gás muito denso e pesado)

-Hidrazina, N₂H₄

- Cloreto de hidrogênio, HCl (que quando dissolvido em água produz ácido clorídrico)

Referências

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8ª ed.). CENGAGE Learning.
Wikipedia. (2020). Gás. Recuperado de: en.wikipedia.org
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Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 de fevereiro de 2020). Definição de gases e exemplos em química. Recuperado de: Thoughtco.com
Maria Estela Raffino. (12 de fevereiro de 2020). Qual é o estado gasoso? Recuperado de: concept.de