Estado gaseoso

El estado gaseoso es una forma de agregación de la materia. Explicamos que es el estado gaseoso, sus características, propiedades, ejemplos y más.

¿Qué es el estado gaseoso?

El estado gaseoso es uno de los cuatro estados de agregación de la materia, donde los tres restantes son líquido, sólido y plasmático. Una sustancia en estado gaseoso se conoce como gas, siendo fácil de identificar porque sus partículas constitutivas están poco unidas entre ellas, así que se van a ir expandiendo en el contenedor en el que estén, para llegar a cubrir lo más que se pueda dentro de un espacio a disposición.

La fuerza de atracción de los gases es muy leve, lo que significa que carecen de un volumen y forma definidos. A su vez, la densidad de los gases es bajísima porque sus partículas se mantienen en un desorden relativo, así que van a estar vibrando y en un movimiento veloz.

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De esta manera, las moléculas de las sustancias en estado gaseoso no se van a sujetar unas con otras con firmeza, y es poco lo que permite que se mantengan juntas. Por estas características se ven afectadas poco por la gravedad, en particular si se lo compara con los líquidos y sólidos, razón por la que flotan. Aunque la cohesión de los gases es casi nula, los gases sí que tienen una gran capacidad para ser comprimidos, lo cual sucede con regularidad en la industria para poder transportarlos.

Finalmente, las propiedades físicas de los gases como el olor, sabor o color, dependen de cada uno de los elementos que hacen parte de su composición o de aquellos compuestos que se disolvieron en el gas. Piense en el aire ordinario, el cual es insípido, inodoro e incoloro, mientras que el gas proveniente de los hidrocarburos, como el metano, sí que tiene un olor desagradable y quizá tenga algún color.

Estado gaseoso

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Características del estado gaseoso

Intangibles, insaboros e incoloros – Casi todos los gases son transparentes, no se pueden tocar, no tienen color o sabor. Por supuesto lo último varía según el caso.

Volumen propio – Carecen de un volumen propio.

Forma propia – Asumen la forma del contenedor.

Son fluidos – Esto aplica aún más que para los líquidos y carecen casi en su totalidad de una fuerza de unión entre sus moléculas.

Alta difusión – Se mezclan con facilidad y entre sí, considerando el espacio existente entre sus partículas.

Propiedades del estado gaseoso

  • Forma – No tienen una forma propia.
  • Dilatación y contracción – Al igual que los sólidos y los líquidos, los gases también experimentan estos fenómenos.
  • Fluidez – Es una propiedad con la que un gas va a ocupar todo el espacio que lo contengan, pues su fuerza de unión es tan débil que las moléculas que le conforman se van a ir expandiendo.
  • Difusión – Es un proceso con el que un gas se va a ir mezclando con otros a causa del movimiento que tienen sus moléculas.
  • Compresibilidad – A través de la compresión el volumen de un gas decrece, y esto ocurre por las moléculas se van acercando entre ellas como consecuencia de una presión que se aplica.
  • Densidad – Corresponde a la razón entre la masa y el volumen ocupado. Para los gases la densidad es menor respecto a un sólido o líquido.
  • Miscibilidad – Es muy alta, porque dos o más gases que ocupan un mismo espacio se van a mezclar de forma completa y uniforme.

Leyes de los gases

Ley de Boyle-Mariotte – Relaciona el volumen y la presión de una cantidad de gas que se mantiene a una temperatura constante. Si la temperatura es constante para una masa de gas, el volumen va a ir variando de modo inverso y proporcionalmente a la presión absoluta que tenga el recipiente.

Ley de Charles – En una presión dada, el volumen que un gas ocupa es proporcional a la temperatura que tenga en Kelvin.

Ley de Gay-Lussac – La presión que tiene una cantidad de gas, cuando el volumen se mantiene constante, es directamente proporcional a la temperatura en Kelvin.

Ecuación de gas ideal – Teniendo en cuenta que hay comportamientos comunes en los gases que se comprenden con las leyes de gas, es posible que se comprendan y se puedan predecir comportamientos de los gases reales a partir del concepto de un gas ideal o teórico. Esta es una ecuación con la que se describen los vínculos de las leyes de los gases ya mencionadas.

Tipos de gases

De acuerdo con su naturaleza química se clasifican en:

  • Inflamables o combustibles – Son los que pueden arder o tener reacciones explosivas cuando hay presencia de oxígeno u otros oxidantes.
  • Corrosivos – Cuando entran en contacto con otras sustancias que conllevan procesos de reducción u oxidación de alta intensidad, por lo cual se generan daños en la superficie o heridas cuando es materia orgánica.
  • Comburentes – Los que permiten que se mantenga una llama viva, al igual una reacción que sea inflamable, pues hay una inducción a la combustión para otras sustancias.
  • Tóxicos – Son los que por sus características son un peligro para la salud, ya que el cuerpo o los seres vivos pueden reaccionar de mala manera ante ellos. Un ejemplo son los gases radioactivos.
  • Inertes o nobles – Los gases con poca o nula actividad, sin considerar ciertas situaciones en específico.

Ejemplos de estado gaseoso

  • Vapor de agua – Cuando el agua se evapora cambia su estado y se torna en vapor (ver ejemplos de estados del agua).
  • Aire – El aire ordinario que respiramos es una sustancia de masa homogénea con hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
  • Metano – Es un gas hidrocarburo y es un subproducto de la descomposición de la materia orgánica.
  • Butano – Es un gas de naturaleza orgánica. Se deriva del petróleo.
  • Helio – Se trata de una mezcla heterogénea de nitrógeno, hidrógeno, oxígeno, argón y otros gases.

Cambios de fase del estado gaseoso a otros estados

  • De líquido a gas (Evaporación) – Sucede en la cotidianidad. Si se inyecta energía calórica a un líquido para que su temperatura supere el punto de ebullición de la sustancia, va a suceder.
  • De sólido a gas (Sublimación) – En ciertos casos, los sólidos cambian de fase directamente a un estado gaseoso sin que tengan que pasar por el estado líquido. En los polos del Planeta, la temperatura es tan baja que la formación de agua líquida es imposible, pero el hielo y la nieve sí que se subliman para ir directamente a la atmósfera.
  • De gas a líquido (Condensación) – Es el opuesto a la evaporación. Aquí se sustrae la energía calórica del gas, para que las partículas se muevan de modo más lento y tengan más cohesión. En la atmósfera esto sucede en el momento en que el vapor de agua se va alejando de la superficie terrestre, por lo cual pierde temperatura y las nubes se van formando, para luego precipitarse de regreso en forma de agua, es decir, la lluvia.
  • De gas a sólido (Sublimación inversa) – Se conoce también como cristalización en ciertos casos específicos- Sucede en unas condiciones muy específicas, ya que allí las partículas de un gas se ven forzadas a juntarse más de lo usual, por tanto, cambian de fase a un estado sólido sin tan siquiera pasar por el estado líquido. La escarcha es un ejemplo, la cual es semisólida y se observa en las ventanas durante el invierno.

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