¿Qué es un gas?

INTRODUCCIÓN

¿Qué es un gas?

El término gas proviene del latín chaos, que significa desorden o carencia de forma. De aquí se puede decir que un gas es toda sustancia que se encuentra en un estado cuya característica es la carencia de forma y de volumen propio. Formalmente, en física y química, el término gas significa uno de los tres estados fundamentales de la materia cuyas características quedan explicadas por medio de la teoría cinética de los gases (microscópicamente) y por la termodinámica (macroscópicamente). Comúnmente, se habla de gas para designar aquellas sustancias que en condiciones ambientales de temperatura y presión se encuentran en el estado gaseoso mientras que, reciben el nombre de vapores aquellas, que encontrándose normalmente en un estado líquido o sólido, toman el estado gaseoso en determinadas condiciones de temperatura y presión.

Los gases representan uno de los tres estados comunes de la materia: sólido, líquido, y gaseoso. Hay muchas sustancias que pueden existir en los tres estados, el agua por ejemplo, puede existir como líquido, sólido (hielo) o gas (vapor de agua).

Otros ejemplos son los gases oxígeno y nitrógeno, que se convierten en líquido a temperaturas muy bajas; al bajar aún más esta temperatura alcanzan el estado sólido.

El gas se define como un estado de la materia, que se puede expandir indefinidamente y que toma la forma del recipiente que lo contiene, ocupando todo el espacio disponible de dicho contenedor. En este sentido, los sólidos y los líquidos se diferencian de los gases en que los sólidos tienen su forma y volúmenes propios, y los líquidos adquieren la forma del recipiente que los contiene pero tienen volumen propio.

Los gases tienen cinco propiedades físicas fundamentales que los hacen a la vez útiles y potencialmente peligrosos. Estas características son:

a. Los gases son mucho más ligeros que los líquidos y los sólidos.

b. Las moléculas de los gases siempre están en movimiento.

c. Los gases, en caso de fuga, se distribuirán eventualmente por sí mismos a través del aire en una habitación u otro espacio cerrado.

d. Algunos gases tienen olor y otros no.

e. La mayoría de los gases son invisibles, aunque algunos si son visibles

Para comprender mejor el comportamiento de los gases, consideramos a un gas como una colección de partículas extremadamente pequeñas llamadas moléculas. Tal como se mencionó, las moléculas del gas siempre están en movimiento. Cuando se encuentran en un espacio determinado, como un contenedor, las moléculas crean presiones al chocar con las paredes del contenedor. El nivel de presión depende del número de choques moleculares que ocurran en un área definida, por unidad de tiempo. A mayor cantidad de colisiones mayor presión. Por lo tanto, la presión se puede elevar comprimiendo el gas al poner más moléculas en el mismo espacio para producir más colisiones, o bien aumentando la temperatura para lograr que las moléculas del gas se muevan más rápido, y haciéndolas así chocar con más frecuencia. En ambos casos, el incremento de presión resulta del aumento de choques moleculares contra las paredes del recipiente.

Clasificación según su naturaleza:

• Inertes (Nitrógeno, Argón, Helio, Dióxido de carbono)

• Oxidantes (Oxígeno, Óxido Nitroso, Ozono)

• Inflamables (Acetileno, Hidrógeno, Metano, Propano, Etileno, etc)

• Tóxicos (Cloro, Amoníaco, Ozono)

• Corrosivos (Cloro, Amoníaco)

Tipos de gases

Desde el punto de vista de sus características físicas y de envasado, los gases se dividen en cuatro tipos principales:

a. Gases comprimidos

Independientemente de la presión, son completamente gaseosos dentro del rango normal de temperaturas, permanecen en estado gaseoso a cualquier presión. El oxigeno, el hidrógeno y el nitrógeno son ejemplos de este tipo de gases.

b. Gases comprimidos licuados

Existen en ambos estados, líquido y gaseoso, dentro de los cilindros a temperaturas.

El dióxido de carbono, oxido nitroso y el propano son ejemplos de este tipo de gases.

c. Gases comprimidos disueltos

El acetileno es un gas comprimido en una solución. Para transportar y almacenar con seguridad el acetileno, éste se disuelve en una solución líquida en cilindros rellenos de un material sólido de alta porosidad.

d. Gases criogénicos

Estos productos existen a temperaturas menores de –100 ºC y se transportan y almacenan en contenedores especiales térmicamente aislados, especialmente diseñados para proteger a los gases del calor externo. El oxigeno, el nitrógeno y el argón son ejemplos de gases criogénicos que existen en estado líquido a muy bajas temperaturas.

En la medicina los gases más utilizados son el oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, óxido nitroso, aire comprimido y vacío:

El Oxígeno, símbolo químico O2, gas que hace posible la vida y es indispensable para la combustión, constituye más de un quinto de la atmósfera (21% en volumen, 23% en peso). Este gas es incoloro, inodoro y no tiene sabor. A presión atmosférica y temperaturas inferiores a - 183 ºC, es un líquido ligeramente azulado, un poco más pesado que el agua. Todos los elementos (salvo los gases inertes) se combinan directamente con él, usualmente para formar óxidos, reacción que varía en intensidad con la temperatura. El Oxígeno es utilizado ampliamente en medicina, en diversos casos de deficiencia respiratoria, resucitación, anestesia, en creación de atmósferas artificiales, terapia hiperbática, tratamiento de quemaduras respiratorias, etc.

El Nitrógeno, símbolo químico N2, es el mayor componente de nuestra atmósfera (78% en volumen, 75.5% en peso). Es un gas incoloro, inodoro y sin sabor, no tóxico y casi totalmente inerte. A presión atmosférica y temperatura menor a -196 ºC, es un líquido incoloro, un poco más liviano que el agua. Es un gas no inflamable y sin propiedades comburentes.

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