10 Características de los
Gases

Te explicamos qué son los gases, sus propiedades físicas y sus leyes. Además, cómo ocurren los cambios de estado.

Se caracterizan por la dispersión, fluidez y poca atracción entre sus partículas.

¿Qué son los gases?

Con el término gas nos referimos a uno de los tres principales estados de agregación de la materia (junto a los líquidos y los sólidos). Se caracteriza por la dispersión, fluidez y poca atracción entre sus partículas constitutivas.

Los gases son la forma más volátil de la materia en la naturaleza y son sumamente comunes en la vida cotidiana.

Cuando una sustancia se encuentra en estado gaseoso solemos llamarla gas o vapor y sabemos que sus propiedades físicas han cambiado. Sin embargo, no cambian las propiedades químicas: la sustancia sigue estando compuesta por los mismos átomos.

Para que cambien las propiedades químicas es necesario que se trate de una mezcla, ya que forzar a uno de sus ingredientes a volverse un gas es una forma útil de separarlo de los otros.

Los gases se encuentran en todas partes: desde la masa heterogénea de gases que llamamos atmósfera y que respiramos como aire, hasta los gases que se generan dentro del intestino, producto de la digestión y descomposición, hasta los gases inflamables con que alimentamos nuestras cocinas y hornos.

Características de los gases

  1. Historia

La palabra gas fue inventada en el siglo XVII por el científico flamenco Jan Baptista van Helmont, a partir del término latino chaos (“caos”).

Eligió el nombre por el aparente grado de desorden que exhiben las moléculas de un gas. También se le conocía en la fecha como “estado aeriforme”, término que entró en desuso.

Las primeras leyes sobre el comportamiento de los gases fueron consecuencia de su estudio intensivo a finales del mismo siglo, en especial de sus relaciones entre presión, temperatura y volumen.

Esto condujo a Émile Clapeyron a formular la ley ideal para todos los gases (“Ley de los gases ideales”) en 1834.

  1. Leyes

gases ley de boyle
El volumen de un gas varía de forma inversamente proporcional a la presión.

El comportamiento de los gases es descripta por la Ley de los gases ideales, que a su vez puede comprenderse como la unión de otras leyes:

  • Ley de Boyle. “El volumen de un gas varía de forma inversamente proporcional a la presión si la temperatura permanece constante.” Se expresa según la fórmula: P1xV1 = P2xV2.
  • Ley de Gay-Lussac. Explica que la presión de una masa de gas cuyo volumen se mantiene constante es directamente proporcional a la temperatura que posea. Esto se formula de la siguiente manera: P1/T1 = P2/T2.
  • Ley de Charles. Expresa la relación constante entre la temperatura y el volumen de un gas, cuando la presión es constante. Su fórmula es: V1 / T1 = V2 /T2.
  • Ley de Avogadro. “En iguales condiciones de presión y temperatura, las densidades relativas de los cuerpos gaseosos son proporcionales a sus números atómicos”.
  1. Tipos de gases

Los gases pueden clasificarse según su naturaleza química en:

  • Combustibles o inflamables. Aquellos que pueden arder, esto es, generar reacciones explosivas o exotérmicas en presencia del oxígeno u otros oxidantes.
  • Corrosivos. Aquellos que al entrar en contacto con otras sustancias las someten a procesos de reducción u oxidación intensos, generando daños en su superficie o heridas en caso de ser materia orgánica.
  • Comburentes. Aquellos que permiten mantener viva una llama o una reacción inflamable, ya que inducen la combustión en otras sustancias.
  • Tóxicos. Aquellos que representan un peligro para la salud por las reacciones que introducen en el cuerpo de los seres vivos, como los gases radiactivos.
  • Inertes o nobles. Aquellos que presentan poca o nula reactividad, excepto en situaciones y condiciones determinadas.
  • Ideales. No son realmente gases sino un concepto ideal y de trabajo respecto a cómo tendrían que comportarse los gases. Una abstracción.
  1. Propiedades

Los gases presentan las siguientes propiedades:

  • Intangibles, incoloros, insaboros. La mayoría de los gases son transparentes, imposibles de tocar, y además carecen de color y sabor. Esto último varía enormemente, sin embargo, y muchos gases poseen un olor característico e incluso un color típico observable.
  • Carecen de volumen propio. Por el contrario, ocupan el volumen del contenedor en el que se encuentren.
  • No poseen forma propia. También asumen la de su contenedor.
  • Pueden dilatarse y contraerse. Tal y como los sólidos y los líquidos, en presencia de calor o de frío.
  • Son fluidos. Mucho más que los líquidos, los gases carecen prácticamente de fuerzas de unión entre sus partículas, pudiendo perder su forma y desplazarse de un recipiente a otro ocupando todo el espacio disponible.
  • Tienen alta difusión. Los gases pueden mezclarse fácilmente entre sí debido al espacio entre partículas que poseen.
  • Son solubles. Así como los sólidos, los gases pueden disolverse en agua u otros líquidos.
  • Son muy compresibles. Puede obligarse a un gas a ocupar un volumen más pequeño, forzando las moléculas a estrecharse entre sí. Así es como se obtiene el gas licuado (líquido).
  1. Sublimación

gases sublimacion hielo seco
El hielo seco es un ejemplo de sublimación: de sólido a gaseoso.

La sublimación es un proceso físico de cambio de fase, que permite convertir un sólido en un gas directamente, sin pasar primero por una etapa líquida.

Este proceso es menos común y suele involucrar condiciones puntuales de presión y de temperatura, pero podemos observarlo en el hielo seco (o hielo de CO2) a temperatura ambiente: el bloque sólido desprende un leve vapor que no es otra cosa que la sustancia recuperando su estado gaseoso original.

  1. Evaporación

La evaporación es un proceso de cambio de fase sumamente común, que conduce a un líquido a convertirse en gas, mediante la añadidura de energía (calor).

La ponemos en práctica a diario en la cocina, cada vez que hervimos agua, por ejemplo, o en la ducha cuando el agua muy caliente se convierte en vapor observable como una nube blanquecina.

  1. Condensación

La condensación es el proceso opuesto a la evaporación, esto es, un proceso de cambio de fase que conduce del estado gaseoso al líquido, debido a la pérdida de energía calórica.

Esta energía perdida hace que las partículas del gas vibren más despacio, permitiéndoles aproximarse y enlazarse más estrechamente, como ocurre sobre un vidrio frío en día lluvioso, o sobre las plantas y otras superficies con el rocío.

  1. Sublimación inversa

La sublimación inversa, como su nombre lo indica, es el camino opuesto de la sublimación, o sea, el paso del estado gaseoso al estado sólido sin pasar primero por un momento de liquidez.

Este proceso requiere de condiciones de presión y temperatura muy específicas.

Cuando las sustancias puras en estado gaseoso se solidifican en forma de cristales, se denomina cristalización. Es el caso de los cristales de hielo que caen durante las nevadas.

  1. Plasma

El estado plasmático de la materia es considerado un cuarto estado de agregación, pero presenta enormes semejanzas con los gases, ya que básicamente se trata de un gas ionizado.

Esto significa que es un gas cuyas partículas han perdido electrones y han adquirido una carga electromagnética determinada. Existen plasmas fríos, como el empleado en las lámparas de “lava”, o plasmas calientes, como el fuego que rodea al Sol.

  1. Ejemplos de gases

gas metano
El metano es uno de los componentes del gas usado en los hogares.

Algunos ejemplos de gases son:

  • Hidrógeno (H2). El gas diatómico más común del universo entero.
  • Helio (He). Insípido, incoloro e inerte. Es el menos soluble en agua de todos los gases.
  • Metano (CH4). Hidrocarburo gaseoso de olor desagradable que se obtiene como producto de la descomposición orgánica.
  • Aire. Una mezcla heterogénea de hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, argón y otros gases, que respiramos los seres vivos.

Referencias:

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Enciclopedia de Características (2017). "Gases". Recuperado de: https://www.caracteristicas.co/gases/