Το αέριο είναι μία από τις αθροιστικές καταστάσεις της ύλης. Είναι ευρέως διαδεδομένο τόσο στη Γη όσο και όχι μόνο. Τα αέρια μπορούν να βρεθούν ελεύθερα στη φύση ή να απελευθερωθούν κατά τη διάρκεια χημικών αντιδράσεων. Συμμετέχουν στην αναπνοή των περισσότερων ζωντανών όντων στον πλανήτη και ο άνθρωπος έχει μάθει να τα χρησιμοποιεί στην καθημερινή ζωή, τη βιομηχανία, την ιατρική και άλλους τομείς δραστηριότητας.
Αέριο - τι είναι;
Στην κατάστασή του, το αέριο μοιάζει πολύ με τον ατμό. Είναι μια άμορφη εφήμερη ουσία που γεμίζει κάθε χώρο. Σε αντίθεση με τον ατμό, δεν μετατρέπεται σε υγρό όταν αυξάνεται η πίεσή του.
Το όνομά του σημαίνει «χάος» και επινοήθηκε από τον Ολλανδό επιστήμονα Jan van Helmont. Τα μόρια αερίου είναι πολύ ασθενώς συνδεδεμένα, κινούνται όπως θέλουν, μερικές φορές συγκρούονται και αλλάζουν την τροχιά τους. Αυτή η κατάσταση πραγμάτων θύμισε στον Χέλμοντ το αρχέγονο χάος.
Το αέριο είναι η βασική κατάσταση της ύλης στο σύμπαν. Σχηματίζει νεφελώματα, αστέρια και πλανητικές ατμόσφαιρες. Το κέλυφος αέρα της Γης αποτελείται επίσης από αέριο, ή μάλλον από μείγμαδιάφορα αέρια, σκόνη, νερό και αερολύματα.
Βασικά χαρακτηριστικά
Τα περισσότερα αέρια δεν έχουν έντονα φυσικά χαρακτηριστικά. Είναι άχρωμα και άοσμα. Η περιγραφή των ιδιοτήτων ενός αερίου είναι πιο δύσκολη από οποιοδήποτε ορυκτό που μπορούμε να δούμε και να αγγίξουμε καθαρά. Για τον χαρακτηρισμό τους χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες παράμετροι: θερμοκρασία, όγκος, πίεση και αριθμός σωματιδίων.
Τα αέρια δεν έχουν συγκεκριμένα περιγράμματα και παίρνουν τη μορφή του αντικειμένου στο οποίο βρίσκονται. Στην περίπτωση αυτή, οι ουσίες δεν σχηματίζουν καμία επιφάνεια. Πάντα ανακατεύονται. Η ίδια ποσότητα αερίου θα γεμίσει τόσο ένα μικρό βάζο όσο και ένα μεγάλο δωμάτιο. Αλλά στη δεύτερη περίπτωση, η απόσταση μεταξύ των μορίων θα αυξηθεί πολύ και η συγκέντρωσή της στον αέρα θα είναι μικρότερη.
Η πίεση μιας ουσίας είναι η ίδια σε οποιοδήποτε σημείο όταν δεν επηρεάζεται από δυνάμεις βαρύτητας. Με την επιρροή τους, η πίεση και η πυκνότητα των αερίων μειώνονται με το ύψος. Αισθάνεται υπέροχα στα βουνά, όπου ο αέρας γίνεται σπάνιος σε μεγάλα υψόμετρα.
Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, τα αέρια διαστέλλονται και η ταχύτητα των μορίων αυξάνεται. Αντίθετα, συρρικνώνονται με αυξανόμενη πίεση και πυκνότητα. Μεταφέρουν ελάχιστα τη θερμότητα και τον ηλεκτρισμό.
Κύση
Σύμφωνα με την ικανότητα να εισέρχονται σε μια αντίδραση καύσης, τα αέρια μπορούν να χωριστούν σε οξειδωτικά, ουδέτερα και εύφλεκτα. Οι λιγότερο δραστικές ουσίες είναι ουδέτερα ή αδρανή αέρια: αργό, ξένο, άζωτο, ήλιο κ.λπ. Αλληλεπιδρούν χειρότερα με ενώσεις και υλικά, και είναι επίσης ικανά νασταματήστε και περιορίστε την καύση.
Οξειδωτικά μέσα περιλαμβάνουν οξυγόνο, αέρα, οξείδιο και διοξείδιο του αζώτου, χλώριο, φθόριο. Από τη φύση τους, δεν είναι εύφλεκτα, αλλά υποστηρίζουν τέλεια αυτήν την αντίδραση. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, μπορούν να αναφλεγούν αυθόρμητα και ακόμη και να εκραγούν, για παράδειγμα, όταν συνδυάζονται με γράσο ή γράσο.
Εύφλεκτα αέρια είναι η αμμωνία, το μεθάνιο, το μονοξείδιο του άνθρακα, το προπάνιο, το προπυλένιο, το αιθάνιο, το αιθυλένιο, το υδρογόνο και άλλα. Στη φύση, μπορούν να είναι σε ήρεμη κατάσταση. Όμως, αναμεμειγμένα στη σωστή ποσότητα με οξυγόνο ή αέρα, αναφλέγονται. Αυτό δεν συμβαίνει εάν υπάρχει πολύ λίγο ή πάρα πολύ οξειδωτικό μέσο. Άρα, για την πλήρη καύση αερίου μεθανίου (1 kg), χρειάζονται περίπου 17 kg αέρα.
Ενδιαφέροντα γεγονότα
- Πολλά αέρια είναι πολύ ελαφριά. Ο κάτοχος του ρεκόρ ανάμεσά τους είναι το υδρογόνο, το οποίο είναι 14 φορές ελαφρύτερο από τον αέρα. Ένα από τα πιο βαριά σε θερμοκρασία δωματίου είναι το ραδόνιο. Από τις ανόργανες ενώσεις, η βαρύτερη είναι το εξαφθοριούχο βολφράμιο.
- Το πιο αδρανές και ανενεργό αέριο είναι το ήλιο. Είναι το δεύτερο ελαφρύτερο μετά το υδρογόνο, αλλά δεν είναι εκρηκτικό, γι' αυτό και χρησιμοποιήθηκε για αερόπλοια.
- Στο διάστημα, το υδρογόνο είναι το πιο κοινό αέριο.
- Το οξυγόνο είναι το πιο κοινό στον φλοιό της γης, το ραδόνιο το λιγότερο.
- Υπό κανονικές συνθήκες, δεν είναι όλα τα αέρια άχρωμα. Το όζον είναι μπλε, το χλώριο είναι κιτρινοπράσινο και το άζωτο είναι κόκκινο-καφέ.
