Gas
Wat is gas?
Afgeleid uit het Griekse woord chaos, heeft de Vlaamse alchemist Jan Baptista het woord gas in de zeventiende eeuw geïntroduceerd.
Gas is één van de fasen (aggregatietoestand) waarin een stof zich kan bevinden. Dit houdt in dat de moleculen van een stof een bepaalde hoeveelheid warmte hebben opgenomen waardoor ze los van elkaar gaan bewegen en zich verspreiden in de voor hun beschikbare ruimte. In evenwichtstoestand heeft een gas in die ruimte overal gelijk druk, dichtheid en temperatuur. Indien een gas onder voldoende lage druk staat en/of voldoende verwarmd wordt, en de moleculen door de toegevoegde warmte niet uit elkaar zijn gevallen, kan in principe elke stof in de gasttoestand voorkomen. Dit geldt ook voor stoffen die we niet kennen in gastoestand, maar toch onder specifieke omstandigheden als gas kunnen bestaan, zoals goud. Lucht wordt ook als een gas beschouwd, maar wordt niet zo in de praktijk genoemd.
Temperatuur en druk (zie verderop) spelen een belangrijke rol bij de gasvorming en verschillen per stof. Er is sprake van gasvorming als de temperatuur hoog en de druk laag genoeg is om een bepaalde stof van een vloeibare of zelfs vaste toestand over te laten gaan in een gastoestand. Bij water treedt gasvorming op bij 100 °C, terwijl dit bij zuurstof -183 °C is.
Toepassing
In het dagelijks leven wordt gas gebruikt als energiebron dat uit een gasleiding of uit cilinders onder druk komt. Te denken valt aan propaan, aardgas en lpg. Daarnaast worden gassen die lichter zijn dan lucht gebruikt om ballonnen te vullen. Een bekend voorbeeld is het gas helium. Tevens wordt er gebruik gemaakt van inerte gassen; gassen die nauwelijks of niet reageren met andere chemicaliën. Deze gassen, meestal edelgassen- en metalen, kunnen als bescherming dienen bij verschillende soorten lasprocessen of het afdekken/insluiten van andere gassen (zure gassen). Daarentegen bestaan er ook gevaarlijke en giftige gassen, zoals koolmonoxide en broeikasgassen.
Vloeistof en vaste stof
Net als bij een gas bewegen de moleculen in de aggregatietoestand van een vloeistof. Echter, waar ze bij een gas los van elkaar bewegen, bewegen ze bij een vloeistof langs elkaar, omdat verschillende krachten ervoor zorgen dat de moleculen aan elkaar gehecht zijn en in contact blijven. Hoe hoger de temperatuur, des te sneller de moleculen zullen bewegen, wat betekent dat ze kunnen ontsnappen (verdampen) aan de krachten die hen bijeenhouden en er dus gasvorming optreedt. Daarom kent iedere temperatuur een evenwichtsdruk tussen de gas- en vloeistoffase. Bij lagere temperaturen is de dampdruk (druk die de damp van een stof op de wanden van een gesloten ruimte uitoefent) lager dan de atmosferische of luchtdruk (druk die in de aardatmosfeer bestaat t.g.v. zijn eigen gewicht). Hierdoor blijft de verdamping beperkt tot het oppervlak van de vloeistof. Bij hogere temperaturen (kookpunt) is de dampdruk gelijk aan de atmosferische druk, waardoor er verdamping in de gehele vloeistof plaatsvindt.
In de aggregatietoestand van een vaste stof bewegen de moleculen niet, maar trillen ze. Ook in vaste vorm kunnen de moleculen bij een verhoging van de temperatuur ontsnappen. Echter, de evenwichtsdruk van vaste stoffen is lager dan bij vloeistoffen, waardoor een vaste stof (ijs) meteen over kan gaan in een gas (waterdamp). Dit is bijvoorbeeld het geval bij droge lucht; sneeuw en ijs verdampen.
Gasproducten
Gassen worden op verschillende manieren in drukhouders (gasflessen en -cilinders) geleverd. Enkele van de meest voorkomende gasproducten worden als volgt geleverd:
- butaan, propaan en koolstofdioxide (koolzuur): deze gassen zijn tot vloeistof verdicht.
- argon, helium, stikstof en zuurstof: deze gassen zijn tot 150, 200 of 300 bar gasvorming samengeperst.
- acetyleen: dit gas is opgelost in een ander product (aceton).
Voor een volledig overzicht van de gasproducten verwijzen wij u naar het kopje ‘gasproducten’ in het linkermenu.