Gázfejlődéssel járó folyamatok

1.      A kémiai reakciók során gyakran észlelünk gázfejlődést. A fejlődő gázok jellemzőek arra az anyagra, amiből keletkeztek, így egy ismeretlen reakció esetén a fejlődő gázok azonosítása fontos információt ad az ismeretlen anyagról

2.      Gázfejlődéssel jár egy folyamat, ha a reagáló ionok olyan vegyületet képeznek, amely halmazállapota az adott körülmények között gáz.

3.      A gázfejlődéssel járó reakciók azért tekinthetők egyirányúnak, mert a gáz eltávozik a reakciótérből.

4.      Gázfejlődés létrejöhet szublimálás, redoxireakció reakció vagy sav-bázis reakció következtében is

5.      Szublimálás

6.      Egyes szilárd anyagok melegítésre a folyékony halmazállapot kihagyásával gőzzé alakulnak, és a gőzök lehűlve ismét közvetlenül szilárd anyaggá alakulnak vissza. A műveletet szublimálásnak nevezzük.

7.      Szublimálással kis anyagmennyiséget rövid idő alatt lehet szétválasztani.Szervetlen anyagok közül szublimál:

a.       Jód

b.      Kén

c.       Foszfor (V)-oxid

d.      Arzén (III)-oxid

e.       Vas (III)-klorid

Gáz fejlesztés eszközei
Lombik
Kipp-készülék
Kémcső

Oxigén fejlesztés
Kénsavval megsavanyított oldat kálium-permanganát tartalmát, a hidrogén-peroxid oxigén fejlődés közben redukálja:

5H₂O₂+2KMnO₄+3H₂SO₄ =

5O₂+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O

A reakciót oxigén fejlesztésre is felhasználhatjuk.

Kén-dioxid képződés
Nátrium-tioszulfát oldathoz híg sósavat adunk. Fehér, finom eloszlású kén válik ki.

Na₂S₂O₃+2HCl = S+2NaCl+SO₂+H₂O

A fejlődő kén-dioxid szagáról felismerhető.

Szén-dioxid fejlesztés
Kémcsőbe márvány törmeléket teszünk, 1:1 hígítású sósavat öntünk rá.
Erős pezsgés közben szén-dioxid gáz fejlődik.

CaCO₃+2HCl = CaCl2+H2O+CO2

Nitrogén előállítása
Szilárd ammónium-nitrit hevítésre nitrogénre és vízre esik szét.

NH4NO2 = N₂+2H₂O

A nitrogén az égést nem táplálja, nitrogénnel telt kémcsőben az égő gyújtószál elalszik
Természetben fejlődő gázok

·         Negyven éve lángol a pokol kapuja

·         Már négy évtizede lángol egy tátongó mélyedés a közép ázsiai Karakum-sivatag közepén. A 60 méter széles és 20 méter mély kráter 1971-ben jelent meg egy rosszul sikerült szovjet bányafúrás következtében. A kísérlet során elértek egy nagyméretű földalatti gázkamrát, a felszín beomlott, ezzel megnyitva a metánnal telített óriási lyukat.

·         A geológusok úgy döntöttek, hogy el kell égetni a kamrából szivárgó földgázt. Arra számítottak, hogy miután meggyújtják, a gáz teljes mennyisége néhány hét alatt elég. Azóta is várják ezt a pillanatot. A szovjet szakemberek alaposan alábecsülték a nyílás méreteit, a katlan ugyanis máig nem aludt ki. Csak találgatni lehet, mekkora mennyiségű gáz égett el eddig, illetve mennyi tartalékkal rendelkezik még.

·         A helyi lakosok által "A pokol kapujának" nevezett képződmény érdekes látnivalóval szolgál az arra tévedő maroknyi turistának. A Darvaza falu közelében fekvő látványosság Türkmenisztán középső részén, Közép-Ázsia szinte alig lakott, nehezen megközelíthető sivatagi területén található.

·         Az izzó gödörből kiáramló hőség csak néhány percig elviselhető, érdemesebb távolabbról szemlélni a lángoló üstöt, mely főként éjszaka nyújt "pokoli" látványt.

·         2010-ben a türkmén miniszterelnök figyelmét is felkeltette a jelenség. Türkmenisztán évi 75 milliárd köbméter gázt termel ki, melyet szeretne megháromszorozni a következő 20 évben (mégpedig a sivatag középső területére fókuszálva). A miniszterelnök meglátogatta a krátert, és elrendelte, hogy a hatóságok minél előbb keressék meg a tűz megszüntetésének módját, vagy legalább biztosítsák, hogy ne veszélyeztesse a közeli gázmezők fejlesztési munkálatait.

Rugóerő

A Hooke-törvény:

 közelítő törvény, mely kimondja, hogy egy rugalmas test alakváltozása arányos azzal az erővel, mely az alakváltozást okozza.

Azokat az anyagokat, melyek a Hooke-törvényt követik, lineáris-rugalmas, vagy Hooke-anyagoknak nevezik.
A törvényt a 17. században élt fizikusról, Robert Hooke-ról nevezték el.
 

• Azokban a rendszerekben, melyek a Hooke-törvényt követik, a megnyúlás egyenesen arányos a terheléssel:
  A rugóra akasztott test a rugót megnyújtja. Kétszer akkora test esetén kétszer akkora a megnyúlás, háromszor akkora test esetén háromszor akkora a megnyúlás.Bizonyos határok között a rugó megnyúlása arányos a húzó erővel. Ha ennél jobban megnyújtjuk a rúgót, akkor már nem nyeri vissza az eredeti alakját.
  Ha pl 1mm   keresztmetszetű  rézdrótra 12kg-nál kevesebb súlyt akasztunk akkor a rézdrót megnyúlik ugyan de ha a súlyt levesszük a drót visszanyeri eredeti alakját.
  Ha viszont a rézdrótra 12 kg-nál nagyobb súlyt teszünk a drót nem nyeri vissza előbbi hosszúságát  hanem maradandó alakváltozást szenved.
  Ha pedig az 1mm2 keresztmetszetű rézdrótra 50 kg-nál nagyobb súlyt akasztunk , a drót elszakad.
•  Ha áll a test, akkor a test súlya megegyezik a rugó erővel.

 Fr=G

   Ezért a rugó erő is arányos a rugó megnyúlásával.

                                              

            Fr                        Fr=∆I                   

            G         Az arányossági tényezőt jelöljük D-vel, és fejezzük ki!

                                   Fr= ∆I -> D= Fr/∆ l

Ez a rugóállandó, amely megadja, hogy mekkora erővel lehet a rugót 1 méterrel megnyújtani. A rugóállandót direkciós erőnek is nevezik. A mértékegysége:N/m

 Ha a rugóállandó 1 N/m, akkor a rugó 1 N erő hatására 1 métert nyúlik. (Ez nem túl erős rugó. Ha ráakasztasz 10 dkg párizsit, akkor 1 métert nyúlik!)

• Rugó megnyújtásakor, vagy összenyomásakor a rúgóerő ellenében végzünk munkát. A rugóerő (F=Dx) ismeretében meghatározható a végzett munka.

• A HFG-50 egy pontos, magas minőségű kézi rugóerőmérő műszer, mely kifejezetten mérőtüskék gyors rugóerő meghatározására lett fejlesztve. Használata 50N értékhatárral akár kézben, akár állványra helyezve elvégezhető. A mérőműszer alkalmas továbbá a húzóerő mérésére is.

• Rugóerő munkája
  A rugó megnyújtásakor és összenyomásakor a rugóban erő ébred.A rugóban fellépő erő egyenesen arányos a hosszváltozásával, de vele ellentétes irányú, az arányossági tényező a rugóállandó.

•  Több rugó összekapcsolásával sokféle teherbírású és rugómerevségű csoport alkotható. Az egymás után kapcsolt rugók (soros rugócsoport) terhelhetőségét a leggyengébb rugó szabja meg, mivel minden egyes rugóban azonos erő ébred.