Kaasu. Mitä ajatuksia sana kaasu sinussa herättää? Olet saattanut pitää kaasuja jollain tavalla vieraina ja ehkä jopa vaarallisina. Uskomme, että tämän opetuspaketin läpikäytyäsi huomaat, että kaasuja on oikeastaan kaikkialla, ja näet kuinka hyödyllisiä ja ympäristöä säästäviä kaasut voivat olla.
Mitä kaasu oikeastaan on? Oletko koskaan tullut ajatelleeksi asiaa? Kaasu on yksi aineen kolmesta olomuodosta kiinteän ja nesteen ohella.
Kaasussa aineen perusosasilla (eli atomeilla tai molekyyleillä) on niin paljon energiaa, että ne pääsevät liikkumaan vapaasti toistensa ohi. Kaasulla ei ole tiettyä muotoa eikä tilavuutta, vaan kaasu pyrkii laajenemaan koko käytettävissä olevaan tilaan.
Tietyn aineen, esimerkiksi veden, olomuotoon vaikuttavat lämpötila, paine ja tilavuus. Jos paine ja tilavuus pysyvät samana, vesi muuttuu lämpötilan kohotessa ensin kiinteästä jäästä nestemäiseksi vedeksi (jää sulaa) ja sitten nesteestä kaasuksi, vesihöyryksi (vesi höyrystyy).
Miksi sitten jotkut aineet ovat tavallisissa olosuhteissa, kuten huoneenlämpötilassa, kaasuina, kuten happi, osa nesteenä kuten vesi ja osa kiinteänä aineena, kuten rauta? Se johtuu siitä, että joillakin aineilla on tavallisissa olosuhteissa (normaali ilmanpaine ja lämpötila noin 0 ... +25 °C) riittävästi energiaa kaasumaiseen olotilaan. Sen sijaan esimerkiksi vedellä on vasta +100 °C yläpuolella riittävästi energiaa, että se voi olla kaasuna.
Kuitenkin: mikä tahansa alkuaine tai yhdiste voi olla kaasuna tietyissä olosuhteissa!
Tavallisissa olosuhteissa kaasuina esiintyvät seuraavat alkuaineet:
Kaasumaiset alkuaineet esiintyvät luonnossa yleensä kahden atomin muodostamina molekyyleinä, kuten H2 (vety) ja O2 (happi). Jalokaasut kuitenkin esiintyvät yksiatomisina, kuten Ne (neon), He (helium).
Myös hyvin monet yhdisteet ovat kaasuina tavallisissa olosuhteissa. Mainittakoon esimerkkeinä
Nykyisin ei juurikaan enää "keksitä" uusia
kaasuja. (Muista, että mikä tahansa alkuaine/yhdiste voi olla kaasu
tietyissä olosuhteissa.) Sen sijaan kaasuille löydetään
jatkuvasti uusia sovelluksia. Kaasuteollisuuden
päämääränä on tehdä
innovaatioita ihmisten ja ympäristön
hyväksi. Innovaatio tarkoittaa uuden asian
kehittämistä tai keksimistä, mitä
esimerkiksi Pelle Peloton tekee.
Usein uuden kaasusovelluksen kehittely lähtee liikkeelle kaasuteollisuuden asiakkaiden (muu teollisuus, tutkimuslaitokset ja sairaalat) tarpeista. Kaasuteollisuus kehittää ja toimittaa asiakkailleen sovelluksia, joissa kaasuja ja niiden ominaisuuksia hyödynnetään täysin uudella tavalla. Onnistunut ratkaisu parantaa asiakkaan tuottavuutta, mistä seuraa taloudellisia säästöjä.
Kaasuteollisuus valmistaa periaatteessa kaikkia mahdollisia kaasuja, mitä asiakas tarvitsee. Muun muassa lääke- ja elektroniikkateollisuudessa tarvitaan paljon erittäin puhtaita erikoiskaasuja.
Kaasu voi olla ympäristölle vähemmän haitallinen vaihtoehto kuin jokin muu aine. Kaasualalla ympäristö pyritään huomioimaan mahdollisimman hyvin. Kaasusovellusten avulla voidaan vähentää haitallisia päästöjä, säästää arvokkaita ja rajallisia luonnonvaroja ja estää onnettomuuksia. Esimerkiksi ilmakaasujen valmistus ei rasita juuri lainkaan ympäristöä, ja ilmakaasujen käytöllä voidaan ratkaista tai lieventää monia ympäristöongelmia. Voit lukea näistä esimerkkejä kunkin tarkemmin esitellyn kaasun kohdalla.
Ihmiselämästä puhuttaessa voidaan käyttää nimitystä elinkaari, johon kuuluvat mm. lapsuus ja nuoruus. Myös teollisille tuotteille voidaan määrittää elinkaari. Tässä mielessä ajateltuna kaasujen elinkaari on usein hyvin lyhyt.
Luonnossa esiintyvien kaasujen
valmistus merkitsee lähinnä raaka-aineen
olomuodon muuttamista. Sen jälkeen, kun kaasut ovat
tehneet tehtävänsä, ne palautuvat luonnon
kiertokulkuun. Aine ei kuitenkaan häviä
mihinkään. Sinun hengittämässäsi
ilmassa voi olla samoja happiatomeja, joita Albert Einstein on aikoinaan
hengittänyt! Kun luet tarkemmin eri
kaasujen käyttökohteista, mieti, millainen kaasun
elinkaari kussakin tapauksessa on.
Kaasuja kuljetetaan hyvin vähän kaasuina. Kaasumaisina hyödynnettäviä aineita kuljetetaan nykyisin enimmäkseen nesteytettyinä. Ja yhä useammin tarvittava kaasu valmistetaan itse käyttöpaikalla. Näinkin säästetään ympäristöä ja vähennetään kustannuksia.
Olet varmasti kuullut kaasuräjähdyksistä. Onneksi niitä ei nykyään tapahdu kovin usein. Silti mm. herkästi syttyviä, palavia ja räjähtäviä kaasuja on käsiteltävä varoen. Oman hankaluutensa useimpien kaasujen käsittelyyn tuo niiden värittömyys ja hajuttomuus. Lisäksi kaasut leviävät helposti laajallekin alueelle. Oikein käytettyinä kaasut ovat kuitenkin hyvin turvallisia. Muista myös, että meitä ympäröivässä ilmassa on useita eri kaasuja, jotka ovat välttämättömiä elämällemme!
Kaasujen valmistus on nykyisin hyvin automatisoitua, mutta innovaatioiden tekemiseen tarvitaan korkeasti koulutettuja osaajia. Kaasujen tuntemus on tärkeää paitsi kaasuteollisuudessa työskenteleville, myös niille, jotka työskentelevät siellä, missä kaasuja käytetään, kuten paperi- tai elintarviketeollisuudessa. Kaasujen tuntemiseksi on osattava kemiaa, fysiikkaa ja matematiikkaa. Ja tietysti kenen tahansa on hyvä tietää kaasuista, olemmehan ilman ympäröimiä, ja hengitämme koko ajan happea sisään ja hiilidioksidia ulos.