Khí xung quanh ta nhưng chắc hẳn có bao nhiêu loại chất khí và đặc tính cúa chúng ra sao, nhất là các chất khí trong hóa học thì không phải ai cũng biết. Vậy nên hôm nay Kovacova sẽ chia sẻ cho bạn bài viết về các chất khí trong hóa học qua bài viết dưới đây.
Các chất khí trong hóa học [đầy đủ nhất]
Khái niệm về chất khí
Các chất khí là tập hợp các nguyên tử hay phân tử hay các hạt nói chung trong đó các hạt có thể tự do chuyển động trong không gian. Lực tương tác giữa các hạt rất yếu và các hạt chủ yếu tương tác với nhau qua va chạm ngẫu nhiên hoặc với thành chứa. Các hạt chuyển động có tốc độ và hướng ngẫu nhiên, các vận tốc của các hạt chỉ thay đổi đáng kể qua các va chạm ngẫu nhiên với nhau hoặc với các thành vật chứa.
Các đặc điểm về chất khí
Các chất khí trong cuộc sống thường được coi là một trong bốn loại trạng thái vật chất quan trọng nhất. Các trạng thái kia chính là chất rắn, chất lỏng và plasma.
Các chất thông thường hay tồn tại ở trạng thái rắn ở nhiệt độ thấp, chuyển sang trạng thái lỏng ở nhiệt độ cao hơn ( qua hiện tượng nóng chảy), rồi sang trạng thái khí khi nhiệt độ được tiếp tục nâng lên (gọi là hiện tượng bay hơi). Cuối cùng là chuyển sang trạng thái plasma ở nhiệt độ đủ cao.
Cũng có những chất có thể từ Chất khí và chất lỏng và chất rắn chuyển ngay từ rắn sang trạng thái khí ở điều kiện thích hợp (gọi là hiện tượng thăng hoa).
Mặc dù chuyển động của các hạt trong chất khí là ngẫu nhiên, vận tốc của chúng có thể được mô tả theo thống kê bằng các phân bố như phân bố Maxwell-Boltzmann, phân bố Fermi và phân bố Bose. Các phân bố này cho thấy dải biến đổi có sự phụ thuộc của vận tốc, cũng như vận tốc trung bình, vào nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì vận tốc trung bình của các hạt lại càng tăng và ngược lại.
Chất khí lý tưởng
Khí lý tưởng là một loại chất khí tưởng tượng, các phân tử là những chất điểm. Chứa các hạt giống nhau và có kích thước vô cùng nhỏ so với thể tích của khối khí. Chuyển động hỗn loạn không ngừng, không tương tác với nhau. Chúng sẽ chỉ va chạm đàn hồi với tường bao quanh khối khí. Từ khí lý tưởng, ta có thể suy ra gần đúng cới tính chất của các khí thực.
Khí lý tưởng mô tả như trên có thể là xấp xỉ gần đúng cho khí thực. Dù cho khí thực không có những tính chất trên. Khi khí thực ở trạng thái áp suất cao và nhiệt độ thấp. Lực tương tác giữa các hạt ở trong khí (các phân tử hay nguyên tử) có ảnh hưởng đáng kể trong các tính chất của khí.
Thuyết động học
Chất khí bao gồm các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng:
Những phân từ này chúng có cùng khối lượng.
Các phân tử luôn chuyển động hỗn loạn, không ngừng.
Các phân tử chuyển động nhanh, va chạm đàn hồi lẫn nhau và với thành bình, tạo áp suất lên thành bình.
Động năng trung bình của các phân tử khí chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của hệ.
Nhiệt độ của chất khí càng lên cao thì chúng chuyển động càng nhanh.
Năm 1738, Daniel Bernoulli xuất bản Hydrodynamica, đặt nền móng Thuyết động học chất khí. Bernoulli thừa nhận lý thuyết đó và vẫn còn được sử dụng đến ngày nay là chất khí bao gồm rất nhiều các phân tử chuyển động liên tục theo mọi hướng. Lực tác động của chúng lên bề mặt giúp tạo nên áp suất. Nhiệt chính là động năng của chuyển động đó. Lý thuyết này đã không được chấp nhận ngay tại thời điểm đó, bởi vẫn chưa có Định luật bảo toàn năng lượng. Và các nhà khoa học vẫn chưa thể khẳng định rằng sự va chạm giữa các phân tử với thành bình là chuyển động đàn hồi.
Cảm ơn bạn đã đọc bài viết. Mong rằng với những chia sẻ của Kovacova qua bài viết này, đã giải đáp được thắc mắc cho bạn về các chất khí trong hóa học. Chúc bạn có một ngày tốt lành