Sistēmu materiālu klasifikācija, fāzes un piemēri



The materiālu sistēmas tie visi ir tie, kas sastāv no materiāla un kas ir izolēti no pārējiem Visuma pētījumiem. Jautājums ir visur, dodot formu un reālu nozīmi ikdienas dzīves uztverei, bet, kad jūs vēlaties studēt kādu materiālu, jūs nicināt tās apkārtni un runāt par materiālo sistēmu.

Tie ir ļoti mainīgi, jo ir tīri un salikti materiāli, kā arī dažādi stāvokļi un agregācijas fāzes. Kā noteikt robežas starp materiālo sistēmu un tās apkārtni? Viss ir atkarīgs no mainīgajiem lielumiem. Piemēram, attēlā zemāk katrs saldais marmors varētu būt pētāmā sistēma.

Tomēr, ja vēlamies ņemt vērā mainīgo krāsu, tad ir jāapsver visas izsmidzināšanas iekārtas marmors. Tā kā mašīna nav interesanta, tā ir bumbiņu vide. Tādējādi piemēru materiālā sistēma kļūst par marmora masu un to īpašībām (vai nu košļājamā gumija, piparmētru u.tml.).

Tomēr ķīmiski materiāla sistēmas ir definētas kā jebkura tīra viela vai to maisījums, kas klasificēts atbilstoši to fiziskajiem aspektiem.

Indekss

  • 1 Klasifikācija
    • 1.1. Viendabīga materiāla sistēma
    • 1.2 Heterogēna materiāla sistēma
  • 2 fāzes
    • 2.1. Fāzes diagramma
  • 3 Piemēri
  • 4 Atsauces

Klasifikācija

Homogēna materiāla sistēma

Pētītais materiāls var izrādīties vienāds, kurā tās īpašības paliek nemainīgas neatkarīgi no analizējamā parauga. Citiem vārdiem sakot, šāda veida sistēmai ir raksturīga vienota materiāla fāze no pirmā acu uzmetiena.

Viela un tīri savienojumi

Ja tiek analizēta tīra viela, tad tiks konstatēts, ka fizikāli ķīmiskās īpašības sakrīt ar tām pašām vērtībām un rezultātiem, pat ja ņem daudz paraugu (un dažādos ģeogrāfiskos apgabalos)..

Piemēram, ja kalcija paraugu salīdzināja ar vienu no Āzijas, Eiropas, Āfrikas un Amerikas, tiem visiem būtu vienādas īpašības. Tas pats notiks, ja tiktu ņemts tīro ogļu paraugs.

No otras puses, iepriekš minētais ir arī tīrs savienojums. Ja tiktu garantēta tā, ka tā ir izgatavota no viena materiāla, tā tiktu klasificēta kā viendabīga materiāla sistēma.

Tomēr tas nenotiek attiecībā uz minerālu paraugu, jo kopumā tajā ir piemaisījumi no citām saistītām minerālvielām, un šajā gadījumā tā ir neviendabīga materiāla sistēma. Arī šīs materiālās sistēmas, piemēram, koki, akmeņi, kalni vai upes, ietilpst šajā pēdējā klasifikācijā.

Izšķīdināšana

Tirdzniecības etiķis ir 5% etiķskābes ūdens šķīdums; tas ir, ka 5 ml tīra etiķskābes izšķīst 100 ml ūdens. Tomēr tā izskats ir caurspīdīgs šķidrums, lai gan patiesībā tas ir divi tīri savienojumi (ūdens un etiķskābe).

Heterogēna materiāla sistēma

Pretstatā viendabīgajam, šāda veida sistēmā ne izskats, ne īpašības nav nemainīgas, neregulāras garumā.

Turklāt tā var tikt pakļauta fizikālai vai ķīmiskai atdalīšanas metodei, no kuras iegūst fāzes, no kurām katra tiek uzskatīta par viendabīgu sistēmu..

Fāzes

Augstāk redzamajā attēlā tiek parādīti materiāla stāvokļi un tās izmaiņas. Tie ir cieši saistīti ar lietas posmiem, jo, lai gan tie ir vienādi, tie rada dažas smalkas atšķirības.

Tādējādi materiāla sistēmas fāzes ir cietā viela, šķidrums un gāze. Tas nozīmē, ka konkrētam analizējamam tematam tas var pieņemt jebkuru no iepriekšējām fāzēm.

Tomēr, tā kā mijiedarbība cietajās daļās ir ļoti spēcīga un tās ir atkarīgas no tādiem mainīgajiem lielumiem kā spiediens un temperatūra, sistēmai var būt atšķirīgas cietās fāzes..

Piemēram, savienojumam X, kas ir ciets istabas temperatūrā, ir I fāze; bet, kad spiediens, kas nokrīt uz tā, ir ļoti augsts, tā molekulas pārkārtojas kompaktāk, un tad pāreja notiek no I fāzes līdz cietai II fāzei.

Ir pat citas fāzes, piemēram, III un IV, kas izriet no II dažādās temperatūrās. Tādējādi X šķietamā viendabīgā fāzes viendabīgā materiāla sistēma var iegūt līdz četrām cietām fāzēm: I, II, III un IV.

Šķidro un gāzveida sistēmu gadījumā parasti molekulas šajos vielas stāvokļos var pieņemt tikai vienu fāzi. Citiem vārdiem sakot, nevar būt I un otrā gāzes fāze.

Fāzes diagramma

Ir daudzas fāžu diagrammas: dažas atsevišķam savienojumam vai vielai (piemēram, attēlam iepriekš) un citas binārajām sistēmām (piemēram, sāls ūdenī) vai trīskāršai (trīs sastāvdaļas).

Visvienkāršākā no visām ir vielas fāzes diagramma. Tādējādi hipotētiskajai vielai Y tā fāze ir attēlota kā spiediena (y ass) un temperatūras (x ass) funkcija..

Zemā spiedienā tas ir gāze, neatkarīgi no tās temperatūras. Tomēr, palielinot spiedienu Y, gāzveida tiek nogulsnēts cietā Y.

Tomēr temperatūrā, kas pārsniedz kritisko punktu, Y gāze kondensējas šķidrumā Y, un, ja papildus palielinās spiediens (tas palielinās vertikāli caur diagrammu), šķidrums sacietē.

Katra līnija atspoguļo līdzsvaru starp divām fāzēm, kas atdala: cietā gāze, šķidrā gāze, cietā šķidruma, šķidrā cietā un cietā-šķidruma gāze trīskāršā punktā.

Turklāt no kritiskā punkta Y netiek parādīta fiziska atšķirība starp gāzes fāzi un šķidruma fāzi: tā veido to, kas ir pazīstams kā superkritisks šķidrums..

Piemēri

- Globe ir materiāla sistēma, jo tā saturs ir gāzveida un tāpēc tam ir ķīmiskais raksturs; Ja gāze ir mazāk blīva nekā gaiss, balons celsies uz debesīm.

- Binārajai ūdens eļļas sistēmai ir divas fāzes: viena ūdens un cita, loģiski, eļļai. Abi šie komplekti ir heterogēna sistēma, savukārt atsevišķie slāņi ir viendabīgas sistēmas. Ja vēlaties izvilkt eļļu, jums ir nepieciešams veikt šķidruma-šķidruma ekstrakciju ar organisko un gaistošo šķīdinātāju.

- Cietā cietā sistēma var sastāvēt no baltā cukura un brūnā cukura. Šajā gadījumā krāsu atšķirība starp kristāliem padara šo gadījumu par heterogēnu sistēmu.

- Jūras ūdens ir vēl viens piemērs viendabīgai materiālu sistēmai. Tas sastāv no daudzu jonu izšķīdināšanas, kas ir atbildīgi par tās raksturīgo sāļo garšu. Ja jūras ūdens paraugs tika iztvaicēts tvertnē, nogulsnes šajā baltajos sāļos.

Atsauces

  1. Sistēma un tās apkārtne. Saturs iegūts 2018. gada 27. maijā no: chem.libretexts.org
  2. Antonio de Ulloa. Materiālu sistēmas [PDF] Saturs iegūts 2018. gada 27. maijā no: 2.educarchile.cl
  3. Daniel J. Berger. (2001). Saturs iegūts 2018. gada 27. maijā no: bluffton.edu
  4. Ķīmijas sistēma un apkārtne. Saturs iegūts 2018. gada 27. maijā, no: chemteam.info
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 6. februāris). Atvērtās sistēmas definīcija ķīmijā. Saturs iegūts 2018. gada 27. maijā, no: thinkco.com
  6. Glen pētniecības centrs. Matter fāzes. Ielādēts 2018. gada 27. maijā no: grc.nasa.gov
  7. Alison H. (2006. gada 15. septembris). Balonu palaišana. Saturs iegūts 2018. gada 28. maijā no: flickr.com