गैसें: गुण, व्यवहार, आकार, उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

गैसों, उन सभी पदार्थ या यौगिक जिसका एकत्रीकरण राज्यों कमजोर और बिखरे हुए हैं, जबकि उन पर शासी तापमान और दबाव की स्थिति पर अत्यधिक निर्भर। वे संभवतः प्लाज्मा के बाद पूरे ब्रह्मांड में पदार्थ का दूसरा सबसे प्रचुर रूप हैं।

पृथ्वी पर, गैसें वायुमंडल की परतों का निर्माण करती हैं, जो वायुमंडल से लेकर क्षोभमंडल और हवा में हम सांस लेते हैं। यद्यपि एक गैस अदृश्य होती है, जब इसे बड़े स्थानों के माध्यम से अलग किया जाता है, जैसे कि आकाश में, यह बादलों की आवाजाही, एक मिल के ब्लेड के मोड़ या ठंड के मौसम में हमारे मुंह से निकाले गए वाष्प द्वारा पता लगाया जाता है।

गैसों को औद्योगिक या घरेलू चिमनी, साथ ही ज्वालामुखियों से निकलने वाले धुएं के टावरों में देखा जा सकता है। स्रोत: Pxhere

इसी तरह, नकारात्मक पर्यावरणीय पहलुओं पर जाएं, तो यह वाहनों के निकास पाइपों से काले धुएं में, कारखानों में स्थित टावरों के धुएं के स्तंभों में, या किसी जंगल में जलने पर उठे धुएं में देखा जाता है।

जब आप सीवरों से निकलने वाले वाष्पों को दलदलों और कब्रिस्तानों में, मछली की टंकियों के अंदर बुदबुदाहट में, आकाश में छोड़े जाने वाले हीलियम के गुब्बारों में, गैसीय घटनाओं का सामना करते हैं। ऑक्सीजन पौधों द्वारा उनके प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप जारी किया जाता है, और यहां तक ​​कि बेलचिंग और पेट फूलने में भी।

जहाँ भी गैसों का अवलोकन किया जाता है, उसका अर्थ है कि जब तक वे निश्चित रूप से रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं करते हैं, तब तक वे वायु से गैसों का मुख्य स्रोत (सतही रूप से) वायु से सीधे नहीं मिलेंगे। जैसे ही तापमान बढ़ता है, सभी पदार्थ (रासायनिक तत्व) गैसों में बदल जाएंगे, जिनमें लोहा, सोना और चांदी जैसी धातुएं शामिल हैं।

गैसों की रासायनिक प्रकृति के बावजूद, वे सभी आम तौर पर अपने कणों (परमाणुओं, अणुओं, आयनों आदि) को अलग करने वाली महान दूरी में साझा करते हैं, जो किसी दिए गए आयतन या स्थान के माध्यम से अराजक और मनमाने ढंग से चलते हैं।

गैसों के गुण

ठोस, तरल और गैस अणुओं में अंतर

शारीरिक

गैसों के भौतिक गुण किस पदार्थ या यौगिक के आधार पर भिन्न होते हैं। गैसें लोकप्रिय रूप से खराब गंध या पुटपन से जुड़ी होती हैं, या तो उनकी सल्फर सामग्री के कारण, या वाष्पशील अमीनों की उपस्थिति के कारण। इसी तरह, उन्हें हरे, भूरे या पीले रंग के रंगों के साथ कल्पना की जाती है, जो एक बुरा शगुन देते हैं।

हालांकि, अधिकांश गैसें, या कम से कम सबसे प्रचुर मात्रा में, वास्तव में बेरंग और गंधहीन हैं। हालांकि वे मायावी हैं, उन्हें त्वचा पर महसूस किया जा सकता है और आंदोलन का विरोध कर सकते हैं, यहां तक ​​कि उन निकायों पर चिपचिपा परतों का निर्माण करते हैं जो उनके माध्यम से गुजरते हैं (जैसा कि हवाई जहाज के साथ होता है)।

सभी गैसें दबाव या तापमान में परिवर्तन का अनुभव कर सकती हैं जो अंत में उन्हें अपने संबंधित तरल पदार्थों में बदल देती हैं; यही है, वे संक्षेपण (अगर ठंडा) या द्रवीकरण (यदि "दबाया") पीड़ित हैं।

संघनन; गैसीय अवस्था से तरल अवस्था तक

दूसरी ओर, गैसें तरल पदार्थ और कुछ झरझरा ठोस (जैसे सक्रिय कार्बन) में घुलने में सक्षम हैं। बुलबुले गैसों के संचय का परिणाम हैं जो अभी तक मध्यम में भंग नहीं हुए हैं और तरल की सतह पर बच जाते हैं।

विद्युत और तापीय चालकता

सामान्य परिस्थितियों में (उनके कणों के आयनीकरण के बिना), गैसें गर्मी और बिजली के खराब संवाहक हैं। हालांकि, जब कई इलेक्ट्रॉनों के साथ जोर दिया जाता है, तो वे वर्तमान को उनके माध्यम से गुजरने की अनुमति देते हैं, जैसा कि तूफानों के दौरान बिजली में देखा जाता है।

दूसरी ओर, कम दबाव में और एक बिजली के क्षेत्र के अधीन, कुछ गैसें, विशेष रूप से महान या पूर्ण वाले, प्रकाश अप और उनकी रोशनी का उपयोग विज्ञापनों और रात के पोस्टर (नीयन प्रकाश) के डिजाइन के लिए किया जाता है, साथ ही साथ प्रसिद्ध में भी। सड़क लालटेन में बिजली निर्वहन लैंप।

तापीय चालकता के संबंध में, कई गैसें थर्मल इन्सुलेटर के रूप में व्यवहार करती हैं, इसलिए फाइबर, कपड़े या कांच के पैनल के भरने में उनका समावेश, गर्मी को उनके माध्यम से गुजरने से रोकने में मदद करता है और तापमान को स्थिर रखता है।

हालांकि, ऐसी गैसें हैं जो गर्मी के अच्छे संवाहक हैं, और तरल या ठोस पदार्थों के कारण खराब जलन पैदा कर सकते हैं; उदाहरण के लिए, जैसा कि पके हुए कपकेक (या एम्पनाडस) के गर्म भाप के साथ होता है, या बॉयलर से निकलने वाले स्टीम जेट्स के साथ होता है।

जेट

आमतौर पर, ऐसी प्रतिक्रियाएं जिनमें गैसें शामिल होती हैं, या जहां वे होती हैं, उन्हें खतरनाक और बोझिल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

उनकी प्रतिक्रियाशीलता निर्भर करती है, फिर से, उनके रासायनिक प्रकृति पर; हालाँकि, जब बड़े आराम से विस्तार और गति हो रही है, तो अधिक देखभाल और नियंत्रण का उपयोग किया जाना चाहिए क्योंकि वे दबाव में भारी वृद्धि को ट्रिगर कर सकते हैं जो रिएक्टर संरचना को जोखिम में डालते हैं; यह उल्लेख नहीं है कि ये ज्वलनशील या गैर ज्वलनशील कैसे हैं।

गैसों का व्यवहार

मैक्रोस्कोपिक रूप से एक साक्षी द्वारा गैसों के व्यवहार का अंदाजा लगाया जा सकता है कि हवा में सिगरेट, धुएँ, छल्ले या साहित्यिक "जीभ" कैसे विकसित होती हैं। इसी तरह, जब एक धुआं ग्रेनेड फटता है, तो इन अलग-अलग रंगीन बादलों की आवाजाही का विस्तार करना दिलचस्प है।

हालांकि, इस तरह के अवलोकन हवा की कार्रवाई के अधीन हैं, और इस तथ्य के भी हैं कि धुएं में निलंबित बहुत ठीक ठोस कण हैं। इसलिए, गैस के वास्तविक व्यवहार के बारे में निष्कर्ष तक पहुंचने के लिए ये उदाहरण पर्याप्त नहीं हैं। इसके बजाय, प्रयोगों का आयोजन किया गया है और गैसों के गतिज सिद्धांत विकसित हुए हैं।

आणविक और आदर्श रूप से, गैसीय कण एक दूसरे के साथ टकराते हैं, रैखिक, घूर्णी और कंपन विस्थापन होते हैं। उनके पास एक संबद्ध औसत ऊर्जा है, जो उन्हें किसी भी स्थान के माध्यम से किसी भी स्थान के माध्यम से स्वतंत्र रूप से यात्रा करने की अनुमति देता है या किसी अन्य कण के साथ टकराता है क्योंकि उनके आसपास की मात्रा बढ़ जाती है।

इसका व्यवहार अनिश्चित ब्राउनियन आंदोलन का मिश्रण होगा, और कुछ बिलियर्ड गेंदों के कुछ टकरावों के कारण जो अपने और तालिका की दीवारों के बीच लगातार उछाल लेते हैं; यदि दीवारें नहीं हैं, तो वे अनंत में फैल जाएंगे, जब तक कि उन्हें एक बल द्वारा वापस नहीं रखा जाता: गुरुत्वाकर्षण।

गैसों का रूप

तरल पदार्थ और ठोस के विपरीत गैसें, गाढ़े प्रकार की नहीं होती हैं; अर्थात्, इसके कणों का एकत्रीकरण या सामंजस्य कभी किसी आकृति को परिभाषित करने का प्रबंधन नहीं करता है। वे इस तथ्य को तरल के साथ साझा करते हैं कि वे उस कंटेनर के वॉल्यूम पर पूरी तरह से कब्जा कर लेते हैं जिसमें वे शामिल हैं; हालांकि, उनके पास सतह और सतह तनाव की कमी है।

यदि गैस की सांद्रता अधिक है, तो इसके "जीभ" या पहले से वर्णित मैक्रोस्कोपिक रूपों को नग्न आंखों से देखा जा सकता है। ये, जल्दी या बाद में, हवा की क्रिया या गैस के मात्र विस्तार के कारण लुप्त हो जाएंगे। इसलिए गैसें सीमित स्थान के सभी कोनों को कवर करती हैं, जो अत्यधिक सजातीय प्रणालियों की उत्पत्ति करते हैं।

अब, सिद्धांत आसानी से गैसों को उन क्षेत्रों के रूप में मानता है जो शायद ही खुद से टकराते हैं; लेकिन जब वे ऐसा करते हैं, तो वे तेजी से पलटते हैं।

ये गोले एक-दूसरे से व्यापक रूप से अलग होते हैं, इसलिए गैसें व्यावहारिक रूप से वैक्यूम की "पूर्ण" होती हैं; इसलिए इसकी चंचलता थोड़ी सी फिसलन या विदर से गुजरती है, और आसानी से उन्हें संपीड़ित करने में सक्षम होने के कारण।

इसीलिए, कोई बात नहीं कि बेकरी इंस्टॉलेशन कितना भी बंद क्यों न हो, अगर आप अगले दरवाजे से चलते हैं तो यकीन है कि आप ताज़ी बेक्ड ब्रेड की सुगंध का आनंद लेंगे।

गैस का दबाव

यह माना जा सकता है कि क्योंकि गैस के गोले या कण इतने छितरे हुए और अलग होते हैं, वे शरीर या वस्तुओं पर कोई दबाव उत्पन्न करने में असमर्थ होते हैं। हालांकि, वातावरण यह साबित करता है कि इस तरह की धारणा झूठी है: इसमें द्रव्यमान, वजन है, और तरल पदार्थों को वाष्पीकरण या कहीं से बाहर निकलने से रोकता है। वायुमंडलीय दबाव पर क्वथनांक को मापा जाता है।

यदि मैनोमीटर उपलब्ध हैं, या यदि वे गैर-विकृत दीवारों के साथ कंटेनरों में संलग्न हैं, तो गैस का दबाव अधिक मात्रा में हो जाता है। इस प्रकार, जितने अधिक गैस कण कंटेनर के अंदर होते हैं, उनके और उसकी दीवारों के बीच टकरावों की संख्या अधिक होती है।

ये कण, जब वे दीवारों से टकराते हैं, उन्हें दबाते हैं, क्योंकि वे अपनी सतह पर अपनी गतिज ऊर्जा के लिए आनुपातिक बल लगाते हैं। यह ऐसा है जैसे आदर्श बिलियर्ड गेंदों को एक दीवार पर फेंक दिया गया था; अगर कई ऐसे हैं जो उन्हें तेज गति से मारते हैं, तो यह टूट भी सकता है।

इकाइयों

कई इकाइयाँ हैं जो गैस के दबाव को मापती हैं। सबसे अच्छे ज्ञात कुछ पारे के मिलीमीटर (एमएमएचजी) हैं, जैसे टॉर। इकाइयों की ऐसी अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (SI) है जो N / m ^{2 के} संदर्भ में पास्कल (Pa) को परिभाषित करती है; और उससे, किलो (kPa), मेगा (MPa) और गीगा (GPa) पास्कल।

एक गैस का आयतन

कंटेनर के आयतन में एक गैस व्याप्त और फैलती है। कंटेनर जितना बड़ा होगा, गैस की मात्रा भी होगी; लेकिन इसका दबाव और घनत्व दोनों समान कणों के लिए घटेंगे।

दूसरी ओर, गैस में एक संबद्ध मात्रा होती है, जो इसकी प्रकृति या आणविक संरचना (आदर्श) पर निर्भर नहीं करती है, लेकिन दबाव और तापमान की स्थिति पर निर्भर करती है; यह इसकी दाढ़ मात्रा है।

वास्तव में, दाढ़ की मात्रा एक गैस से दूसरे गैस में भिन्न होती है, हालांकि यदि वे बड़े और विषम अणु नहीं हैं तो विविधताएं छोटी हैं। उदाहरण के लिए, अमोनिया (NH ₃, 22.079 L / mol) की दाढ़ मात्रा 0 ° C और 1 atm पर, हीलियम (वह, 22.435 L / mol) से भिन्न होती है।

सभी गैसों में एक दाढ़ की मात्रा होती है जो P और T के कार्य के रूप में परिवर्तित होती है, और चाहे उनके कण कितने भी बड़े क्यों न हों, उनकी संख्या हमेशा समान होती है। इसलिए वास्तव में इसे अवोगाद्रो की संख्या (एन _ए) के नाम से जाना जाता है ।

मुख्य गैस कानून

गैसों के व्यवहार का सदियों से प्रयोगों, गहन टिप्पणियों और परिणामों की व्याख्या के माध्यम से अध्ययन किया गया है।

इस तरह के प्रयोगों ने कानूनों की एक श्रृंखला स्थापित करना संभव बना दिया, जो एक ही समीकरण (आदर्श गैसों) में एक साथ रखा जाता है, जिससे दबाव और तापमान की विभिन्न स्थितियों में गैस की प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी करने में मदद मिलती है। इस तरह, इसकी मात्रा, तापमान और दबाव के साथ-साथ किसी दिए गए सिस्टम में इसके मोल्स की संख्या के बीच एक संबंध है।

इन कानूनों में निम्नलिखित चार हैं: बॉयल, चार्ल्स, गे-लुसाक और अवोगाद्रो।

बाॅय्ल का नियम

कंटेनर की मात्रा को कम करके दबाव में वृद्धि। स्रोत: गेब्रियल बोलिवर

बॉयल के नियम में कहा गया है कि स्थिर तापमान पर, एक आदर्श गैस का आयतन उसके दबाव के विपरीत आनुपातिक होता है; यानी कंटेनर जितना बड़ा होगा, उसकी दीवारों पर गैस का दबाव उतना ही कम होगा।

चार्ल्स लॉ

चीनी लालटेन या इच्छा गुब्बारे। स्रोत: Pxhere

चार्ल्स के नियम में कहा गया है कि लगातार दबाव में एक आदर्श गैस का आयतन उसके तापमान के सीधे आनुपातिक होता है। गुब्बारे चार्ल्स के नियम को प्रदर्शित करते हैं, क्योंकि यदि उन्हें गर्म किया जाता है तो वे थोड़ा अधिक फुलाते हैं, जबकि यदि वे तरल नाइट्रोजन में डूबे हुए हैं, तो वे खंडन करते हैं क्योंकि उनके अंदर गैस की मात्रा सिकुड़ जाती है।

गे-लुसाक कानून

गे-लुसाक के नियम में कहा गया है कि निरंतर मात्रा में एक आदर्श गैस का दबाव सीधे उसके तापमान के समानुपाती होता है। एक अच्छी तरह से बंद गोभी में, अगर एक गैस को उत्तरोत्तर गर्म किया जाता है, तो हर बार इसके अंदर का दबाव अधिक होगा, क्योंकि पुलाव की दीवारें ख़राब या विस्तारित नहीं होती हैं; अर्थात्, इसकी मात्रा में परिवर्तन नहीं होता है, यह स्थिर है।

अवोगाद्रो का नियम

अंत में, एवोगैड्रो के नियम में कहा गया है कि एक आदर्श गैस द्वारा कब्जा की गई मात्रा इसके कणों की संख्या के सीधे आनुपातिक है। इस प्रकार, यदि हमारे पास कणों का एक तिल (6.02 · 10 ²³) है, तो हमारे पास गैस का मोलर आयतन होगा।

गैसों के प्रकार

दहनशील गैसें

वे उन गैसों हैं जिनके घटक ईंधन के रूप में कार्य करते हैं, क्योंकि वे थर्मल ऊर्जा के उत्पादन के लिए उपयोग किए जाते हैं। उनमें से कुछ प्राकृतिक गैस, तरलीकृत पेट्रोलियम गैस और हाइड्रोजन हैं।

औद्योगिक गैसें

वे निर्मित गैसें हैं, जिन्हें विभिन्न उपयोगों और अनुप्रयोगों के लिए जनता के लिए विपणन किया जाता है, जैसे कि स्वास्थ्य, भोजन, पर्यावरण संरक्षण, धातु विज्ञान, रसायन उद्योग, सुरक्षा क्षेत्रों में अन्य। इनमें से कुछ गैसें ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हीलियम, क्लोरीन, हाइड्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड, प्रोपेन, मीथेन, नाइट्रस ऑक्साइड हैं।

अक्रिय गैसें

वे उन गैसों हैं जो विशिष्ट तापमान और दबाव की स्थिति में, किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया या बहुत कम उत्पन्न नहीं करते हैं। वे नियॉन, आर्गन, हीलियम, क्रिप्टन, और क्सीनन हैं। उनका उपयोग रासायनिक प्रक्रियाओं में किया जाता है जिसमें गैर-प्रतिक्रियाशील तत्व आवश्यक होते हैं।

गैसीय तत्वों और यौगिकों के उदाहरण

पृथ्वी की परिस्थितियों में आवर्त सारणी के गैसीय तत्व क्या हैं?

हमारे पास पहले हाइड्रोजन (एच) है, जो एच ₂ अणु बनाता है । हीलियम (वह), सबसे हल्का महान गैस, इस प्रकार है; और फिर नाइट्रोजन (एन), ऑक्सीजन (ओ) और फ्लोरीन (एफ)। ये अंतिम तीन भी डायटोमिक अणु बनाते हैं: एन ₂, ओ ₂ और एफ ₂ ।

फ्लोरीन के नीयन (Ne) आने के बाद, नेक गैस जो हीलियम का अनुसरण करती है। फ्लोरीन के नीचे हमारे पास क्लोरीन (Cl), Cl ₂ अणु के रूप में होता है ।

आगे हमारे पास बाकी के महान गैस हैं: आर्गन (Ar), क्रिप्टन (Kr), क्सीनन (Xe), रेडॉन (Rn) और ओगेसन (Og)।

इसलिए, वे कुल बारह गैसीय तत्व हैं; ग्यारह अगर हम अत्यधिक रेडियोधर्मी और अस्थिर ओगेसन को बाहर करते हैं।

गैसीय यौगिक

गैसीय तत्वों के अलावा, कुछ सामान्य गैसीय यौगिकों को सूचीबद्ध किया जाएगा:

-H ₂ S, हाइड्रोजन सल्फाइड, सड़े हुए अंडे की गंध के लिए जिम्मेदार

-एनएच ₃, अमोनिया, वह तीखी सुगंध जो उपयोग किए गए साबुन में माना जाता है

-CO ₂, कार्बन डाइऑक्साइड, एक ग्रीनहाउस गैस

-एनओ ₂, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड

-एनओ, नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड, एक गैस जिसे अत्यधिक विषाक्त माना जाता था लेकिन संचार प्रणाली में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है

-एसओ ₃, सल्फर ट्राइऑक्साइड

-सी _४ एच _१०, ब्यूटेन

-एचसीएल, हाइड्रोजन क्लोराइड

-ओ ₃, ओजोन

-एसएफ ₆, सल्फर हेक्साफ्लोराइड

संदर्भ

1. Whitten, डेविस, पेक और स्टेनली। (2008)। रसायन विज्ञान (8 वां संस्करण।)। सेनगेज लर्निंग।
2. गैसों के गुण। से पुनर्प्राप्त: chemed.chem.purdue.edu
3. विकिपीडिया। (2019)। गैस। से पुनर्प्राप्त: en.wikipedia.org
4. हेलमेनस्टाइन, ऐनी मैरी, पीएच.डी. (05 दिसंबर, 2018)। गैसों - गैसों के सामान्य गुण। से पुनर्प्राप्त: सोचाco.com
5. हार्वर्ड मेंस हेल्थ वॉच। (2019)। गैस की अवस्था। से पुनर्प्राप्त किया गया: health.harvard.edu
6. इलेक्ट्रॉनिक्स कूलिंग एडिटर्स। (1 सितंबर, 1998)। गैसों की तापीय चालकता। से पुनर्प्राप्त: Electronics-cooling.com