¿Se mezclarán espontáneamente los gases mezclados?

Respuesta corta: no. Porque la entropía.

Respuesta más larga: no. No existe una fuerza que impulse la separación de los dos gases una vez mezclados, por lo que el sistema permanecerá en el estado con mayor entropía (mixta) y no se moverá espontáneamente a un estado con menor entropía (separada). Podría continuar con la termodinámica estadística y los microestados, pero puede que no te importe.

Su pregunta sugiere que se pregunte si la gravedad puede hacer el trabajo. No puede La fuerza gravitacional sobre las moléculas de gas es muchos órdenes de magnitud más pequeña que su energía térmica y es irrelevante.

Sin embargo, el H2S es considerablemente más polar que los otros componentes del aire y, por lo tanto, es probable que una cantidad considerable de H2S se adsorba a la superficie del recipiente si las paredes no están específicamente pasivadas (es decir, es probable que se produzca adsorción en superficies estándar de vidrio o metal). )

La gravedad tenderá a arrastrar gases de mayor peso molecular al punto más bajo del contenedor. El movimiento browniano tenderá a conducir a una mezcla uniforme. ¿Cuál dominará? Depende de la diferencia de densidad entre los gases.

N2 y O2 tienen una densidad demasiado cercana para estar separados por la gravedad (gana el movimiento browniano). El helio o el hidrógeno van inmediatamente a la atmósfera superior y más allá (gana la baja densidad).

El H2S es algo más denso que el aire, pero no tan sustancial. Puede esperar encontrar un gradiente de concentración, con una concentración ligeramente más alta en el punto más bajo. Así es como se comportará la mayoría de los sistemas: no una separación limpia, sino un gradiente de mayor a menor con la concentración en cada extremo dictada por la diferencia de densidad.

Para agregar a la respuesta de Roger Mercer: la entropía es la tendencia de la materia a pasar a un mayor estado de desorden o aleatoriedad. Entonces, si se mezclan dos gases, es extremadamente improbable que se mezclen espontáneamente.

Te daré dos ejemplos: dióxido de carbono y butano. Puede llegar a las conclusiones usted mismo.

Dióxido de carbono: en cierta cueva, un explorador que entró acompañado de su perro podía respirar fácilmente, pero el perro murió dentro de la cueva, sofocado.

Butano: el butano es inodoro e incoloro, se le agrega mercaptano para que las personas puedan olerlo y saber que puede haber una fuga y un riesgo de explosión. Otra medida de seguridad es asegurarse de que haya un acceso abierto a las áreas ventiladas en el fondo de cualquier habitación donde se pueda almacenar el butano.