Klasifikacija, faze in primeri sistemov materialov



The materialnih sistemov vse so tiste, ki so sestavljene iz snovi in ​​so izolirane od preostalega vesolja, ki ga je treba preučevati. Snov je povsod, daje zaznavam vsakdanjega življenja obliko in pravi pomen, ko pa želite preučiti del materiala, prezrete njegovo okolico in govorite o materialnem sistemu..

So zelo spremenljive, saj obstajajo čisti in sestavljeni materiali, pa tudi različna stanja in agregacijske faze. Kako določiti mejo med materialnim sistemom in okolico? Vse je odvisno od spremenljivk, ki jih upoštevamo. Na primer, pod sliko je lahko vsak sladki marmor sistem, ki ga proučujemo.

Če pa želimo upoštevati spremenljivo barvo, je treba upoštevati vse frnikole aparata. Ker stroj ni zanimiv, je to okolje frnikole. Tako materialni sistem primera postane masa frnikole in njihovih lastnosti (naj bodo žvečilni gumi, meta itd.).

Vendar so kemijski materialni sistemi opredeljeni kot čiste snovi ali njihove mešanice, razvrščeni glede na njihove fizične vidike.

Indeks

  • 1 Razvrstitev
    • 1.1 Sistem homogenega materiala
    • 1.2 Heterogeni materialni sistem
  • 2 fazi
    • 2.1 Fazni diagram
  • 3 Primeri
  • 4 Reference

Razvrstitev

Sistem homogenega materiala

Preučevani material lahko pokaže enoten videz, pri katerem njegove lastnosti ostanejo konstantne ne glede na vzorec, ki ga analiziramo. Z drugimi besedami: za tovrsten sistem je značilno, da ima na prvi pogled eno samo fazo.

Snov in čiste spojine

Če se analizira čista snov, se ugotovi, da fizikalno-kemijske lastnosti v istih vrednostih in rezultatih sovpadajo, tudi če se odvzame veliko vzorcev (in na različnih geografskih območjih)..

Na primer, če bi vzorec kalcija primerjali z vzorcem iz Azije, Evrope, Afrike in Amerike, bi vsi imeli enake lastnosti. Enako bi se zgodilo, če bi vzeli vzorec čistega premoga.

Po drugi strani pa čista spojina kaže tudi zgoraj navedeno. Če bi bilo zagotovljeno, da je tabla narejena iz enega samega materiala, bi jo uvrstili med homogeni materialni sistem.

Vendar pa to ne velja za vzorec mineralov, saj na splošno vsebuje nečistoče iz drugih sorodnih mineralov in v tem primeru gre za heterogeni materialni sistem. Tudi ti materialni sistemi, kot so drevesa, kamni, gore ali reke, spadajo v to zadnjo klasifikacijo.

Razpustitev

Komercialni kis je vodna raztopina 5% ocetne kisline; to pomeni, da se 5 ml čiste ocetne kisline raztopi v 100 ml vode. Vendar je njegov videz prozorna tekočina, čeprav sta v resnici dve čisti spojini (voda in ocetna kislina) skupaj.

Heterogeni materialni sistem

V nasprotju s homogenim, v takem sistemu niti videz niti lastnosti niso konstantne in so neenakomerne vzdolž njegovega raztezanja.

Poleg tega se lahko podvrže fizikalnim ali kemičnim postopkom ločevanja, iz katerih se ekstrahirajo faze, od katerih se vsak obravnava kot homogen sistem..

Faze

Na zgornji sliki so prikazana stanja snovi in ​​njene spremembe. Te so tesno povezane s fazami snovi, ker, čeprav so enake, predstavljajo nekaj subtilnih razlik.

Tako so faze materialnega sistema trdna, tekoča in plinska. To pomeni, da lahko za določen predmet, ki se analizira, sprejme katero koli od prejšnjih faz.

Ker pa so interakcije v trdnih snoveh zelo močne in so odvisne od spremenljivk, kot so tlak in temperatura, lahko sistem ima različne trdne faze ali pa ne..

Na primer, spojina X, trdna pri sobni temperaturi, ima fazo I; toda, ko je tlak, ki pada na njega, zelo visok, se njegove molekule bolj kompaktno preuredijo, nato pa pride do prehoda iz faze I v trdno fazo II..

Obstajajo tudi druge faze, kot sta III in IV, ki izhajajo iz II pri različnih temperaturah. Tako lahko homogeni materialni sistem X navidezne trdne faze pridobi do štiri trdne faze: I, II, III in IV..

V primeru tekočih in plinastih sistemov lahko na splošno molekule v teh snoveh snovi sprejmejo samo eno fazo. Z drugimi besedami, morda ne bo plinske faze I in druge II.

Fazni diagram

Obstaja veliko faznih diagramov: nekaj za posamezno spojino ali snov (kot je tista na sliki zgoraj) in druge za binarne sisteme (sol v vodi, na primer) ali ternarno (tri komponente)..

Najbolj "preprost" od vseh je fazni diagram za snov. Tako je za hipotetično snov Y njena faza predstavljena kot funkcija tlaka (osi y) in temperature (os x)..

Pri nizkih tlakih je plin, ne glede na temperaturo. Vendar pa se s povišanjem tlaka Y plinasti odlaga v trdnem Y.

Vendar se pri temperaturah nad kritično točko Y plin kondenzira v tekočini Y in če se poleg tega tlak poveča (navpično se dvigne po diagramu), se tekočina strdi..

Vsaka vrstica predstavlja ravnotežje med dvema fazama, ki ločujejo: trden plin, tekoče-plin, trdno-tekoče, tekoče-trdno in trdo-tekoče-plin na trojni točki.

Poleg tega od kritične točke Y ni prikazana fizična razlika med plinsko fazo in tekočo fazo: tvori tako imenovano superkritično tekočino..

Primeri

- Globus je materialni sistem, ker je njegova vsebnost plinasta in ima zato kemijsko naravo; Če je plin manj gost, kot zrak, se bo balon dvignil na nebo.

- Binarni vodno-oljni sistem ima dve fazi: eno za vodo in drugo za logiko. Skupina obeh je heterogeni sistem, medtem ko so posamezne plasti homogeni sistemi. Če ste želeli izločiti olje, bi morali izvesti ekstrakcijo tekoče-tekoče z organskim in hlapnim topilom.

- Trdno trdni sistem je lahko sestavljen iz mešanice belega sladkorja in rjavega sladkorja. Tukaj je razlika v barvi med kristali v tem primeru heterogeni sistem.

- Morska voda je še en primer homogenega materialnega sistema. Sestavlja ga raztapljanje številnih ionov, ki so odgovorni za značilen slan okus. Če je bil vzorec morske vode izhlapevan v posodi, je bil v tej beli soli.

Reference

  1. Sistem in njegova okolica. Pridobljeno 27. maja 2018, s strani: chem.libretexts.org
  2. Antonio de Ulloa. Materialni sistemi [PDF] Vzpostavljeno 27. maja 2018, od: 2.educarchile.cl
  3. Daniel J. Berger. (2001). Vzpostavljeno 27. maja 2018, od: bluffton.edu
  4. Sistem in okolica v kemiji. Vzpostavljeno 27. maja 2018, od: chemteam.info
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6. februar 2018). Definicija odprtih sistemov v kemiji. Pridobljeno 27. maja 2018, iz: thoughtco.com
  6. Glen Research Center. Faze snovi. Pridobljeno 27. maja 2018, od: grc.nasa.gov
  7. Alison H. (15. september 2006). Začetek balona. Pridobljeno 28. maja 2018 na naslovu: flickr.com