تعتبر الغازات هي حالة من حالات المادة الثلاثة فالمادة تأخذ ثلاث حالات: صلبة، سائلة وغازية فعند درجات الحرارة المختلفة يمكن أن تتحول المادة من صورة لأخرى ولكن يوجد بعض المواد تكون في الحالة الغازية في درجات الحرارة العادية.
أنواع الغازات
الغازات الأوليةعند عمل بحث عن الغازات نجد أن الغازات الأولية هي غازات في درجات الحرارة العادية ولكن حين تتغير درجة الحرارة تتحول المادة إلى صورة أخرى ومن هذه الغازات الأولية:
الهيدروجين (H)نيتروجين (ن)الأكسجين (O)الفلور (F)الكلور (Cl)الهليوم (He)نيونأرجون (Ar)كريبتونزينون (Xe)رادونالغازات النقية والمختلطةتأخذ الغازات الكثير من الأشكال حيث يمكن أن تتكون من ذرة واحدة مثل النيون والغازات النبيلة أو تتكون من ذرتين متحدتين مثل الغازات الجوية مثل الأكسجين، الهيدروجين، النيتروجين ويعتبر جزئ.يمكن للغازات النقية أن تكون مركبة من أكثر من نوع من الذرات المختلفة فمثلا غاز ثاني أكسيد الكربون فهو يعتبر مكون من ذرتين أكسجين مع ذرة كربون واحدة فيعتبر مركب.تعتبر الغازات المختلطة مكونة من أكثر من غاز نقي حيث يوجد الكثير من الغازات بهذه الصورة وتوجد في الغلاف الجوي. أمثلة عن الغازات النقية والمختلطة:
الأسيتيلينهواءالأمونياأرسينالبنزينثلاثي فلوريد البورونبوتادين 1.3البيوتاننشبعأول أكسيد الكربونديبورانالإيثانالإيثيلينأكسيد الإثيلينجيرمانهالوكربون 14الميثانالميثانولكلوريد الميثيلأكسيد النيتريكثاني أكسيد النيتروجينبنتانالفوسفينالبروبانالبروبيلينرباعي كلوريد السيليكونثاني أكسيد الكبريتالغازات السامةتعتبر الغازات السامة من الغازات التي تسبب أضرار كبيرة جدا عند استنشاقها أو حتى عندما تتعرض الناس لها فقد تؤدي بعض الغازات إلى الوفاة وقد تسبب الأخرى الشعور بالغثيان أو بخفة الرأس فلا يجب التعرض لمثل هذه الغازات حتى لا تتراكم في الدم وتسبب الكثير من المشاكل.بعض الأمثلة عن الغازات السامة:
الزرنيخالبرومكلوريد البرومبرومو ميثانأول أكسيد الكربونالكلورخماسي فلوريد الكلورالكلور ثلاثي فلوريدمركبات الكربون الكلورية فلوريةكلوروبكرينسيانوجينكلوريد السيانوجينديازوميثانديبورانثنائي كلورو أسيتيلينديكلوروسيلانالفورمالديهايدجيرمانسداسي إيثيل رباعي الفوسفاتالكبريت رباعي فلوريدسداسي فلوريد التيلوريومرباعي إيثيل بيروفوسفاترباعي إيثيل ثنائي الفوسفاتثلاثي فلورو أسيتيل كلوريدسداسي فلوريد التنغستن[1]
الصيغ الكيميائية للغازات
تعتبر الصيغ الكيميائية مهمة جدا وهي التي تميز الغازات عن بعضها في الأسماء والخصائص فيجب معرفة الفروق بين الغازات، مميزاتها، أضرارها وتطبيقاتها المختلفة فمثلا:غاز البترول المساليعتبر غاز البترول المسال مهم جدا وخاصة في فصول الصيف حيث يستخدم في الشواء ويعتبر منقذ حقيقي في بعض الأعمال مثل أعمال المنازل أو في التجارة ويستخدم في البوتاجاز حي أنه خليط من البروبان والبيوتان وهو منتج مهم عالميا ويعتبر الأكثر شهرة.المميزات
غاز نظيفقليل الانبعاثاتمتوفرسهل التخزينيتم نقله تحت ضغط منخفض.التطبيقاتالطبخ في البيوت.التدفئة والتبريد بالسيارات.إنتاج الطاقة عن طريق حرقه.حرق الأعشاب الضارة.البروبانيعتبر البروبان غاز مسال من مشتقات البترول ويتوافق مع المعدات حيث تعتبر تركيبات الغاز المسال عادية ولكن عند اختلاف الكتلة الحيوية الخاصة بالغاز تجدد من حيويته وتزيد من استخداماته.
المميزاتغاز نظيف.سهل التخزين والنقل.غاز غير ضار بالبيئةالتطبيقاتغاز البوتاجاز في الطبخ.إنتاج الطاقة عن طريق حرق الوقود.التدفئة والتبريد.الغاز الطبيعييعتبر الغاز الطبيعي مهم جدا للإنسان وخاصة البيوت حيث يقوم الطهي والتدفئة على الغاز الطبيعي، الغاز الطبيعي ينشأ من مكونات عضوية في باطن الأرض ومع مرور الزمن وتغير السنين ينشأ الغاز ويتم استخراجه من الآبار الخاصة به أو مع البترول.
المميزاتعند احتراقه يعتبر نظيف لا يضر البيئة.أرخص من الزيوت البترولية.التطبيقاتالطبخ.توليد الطاقة والتدفئة.الاستخدامات الصناعية الكثيرة.الهيدروجينيعتبر غاز الهيدروجين من الغازات الموجودة بالجو ويعتبر من أرخص الغازات التي يتم إنتاجها ونظيف أيضا ولكن يجب الحذر أثناء التعامل معه فهو غير مرئي للعين المجردة.
المميزاتلا يتسبب في ضرر للبيئة حيث إنه يتسبب في ترك بخار الماء فقط في الهواء.لا يتسبب في الانبعاثات الضارة.التطبيقاتيستخدم في خلايا الوقود وإنتاج الطاقة.المركبات الفضائية.[2]
خصائص الغازات
من خصائص الغازات أنها تتميز بسهولة الانضغاط، تأخذ الحيز الذي يتواجد به الغاز ويشغل مساحات كبيرة وأكبر من السوائل والمواد الصلبة التي يمكن تحويل الغازات إليها.الانضغاط
تعتبر هذه الخاصية مميزة للغازات حيث يمكن بكل سهولة ضغط الغاز وتعبئته في أسطوانات لنقله، فيمكن أن يتم سحب المكبس الموجود بالأسطوانة أولا لإيجاد فراغ بها وبعدها يتم سحب الخليط من الهواء والغاز وبعدها يتم كبس المكبس للداخل لخلط الغاز والهواء وضغطهم لحجم صغير جدا.ضغط الغاز تعتبر نسبة بين حجمه قبل كبسه في الأسطوانة وبعد الكبس حيث يكون نسبة الضغط في السيارات الحديثة حوالي 9/1 وهي نسبة كبيرة فبعد الضغط تعمل شعلة الإشعال التي توجد في أعلى الأسطوانة وعند حدوث انفجار ويعتبر هذا السبب في المرحلة الأخيرة وهي إخراج العوادم والتخلص منها خارج السيارة.لا تتميز السوائل بخاصية الانضغاط حيث إن المسافات البينية بين جزيئات السوائل وبعضها أقل بكثير عن المسافات التي توجد بين جزيئات الغاز وبالتالي يصعب ضغط المواد الصعبة حيث إن مسافاتها البينية بين الجزيئات اقل بكثير عنها في السوائل ولكن توجد بعض المواد النادرة التي يمكن ضغطها من المواد الصلبة مثل المواد المطاطية الطبيعية منها والصناعية مثل كرات المضرب.التمددتتميز الغازات أيضا بخاصية التمدد حيث يسهل على الغاز أن ينتشر في جميع أركان المكان الموجود به ويمكن ملاحظة ذلك عن طريق كسر البيض الفاسد حيث تنتشر الرائحة في أرجاء البيت وتمثل هذه الرائحة هي رائحة غاز كبريتيد الهيدروجين H
2S حيث ينتشر ويملأ المكان.حجم الغازاتيوجد فرق بين أحجام الغازات والسوائل والمواد الصلبة حيث أن يمكن أن يكون لهم نفس الكتلة لكن يختلفون في الحجم حيث أن الغازات تأخذ حجم وحيز المكان الموجود به لكن المواد السائلة والغازية فلا يتغير حجمهما بتغير الإناء الحاوي أو المكان، فمثلا نأخذ جرام من غاز الأكسجين المسال حيث أن نقطة غليانه هي -183C وله حجم عندها يساوي 0.894 ويمكن لنفس كمية الغاز أن يكون لها حجم مختلف عند درجات حرارة مختلفة فيتضح من ذلك أن حجم الغاز يعتمد على الحيز وعلى درجة الحرارة أيضا، مثال أخر لغاز ثاني أكسيد الكربون حيث أن له حجم 556 مل عند درجة الحرارة العادية ويعتبر أكبر بحوالي 850 مرة من كونه في الحالة الصلبة ففي الحالة العامة تعتبر حجوم الغازات أكبر من حجوم السوائل بما يقرب ب800 مرة.في خاتمة بحث علمي عن الغازات فهي مجال واسع جدا للدراسة حيث يوجد الكثير من الغازات ولكل غاز خصائصه فيمكنك أن تقوم بعمل بحث عن الغازات بصورة موسعة أكثر لمعرفة كافة الخصائص للغازات ورؤية المعادلات المهمة التي تدرس تغير هذه الخصائص وتحول الغازات لصور أخرى.
[3]
