MATERIALI: KLASIFIKACIJA, FAZE IN PRIMERI - KEMIJA - 2026

Na materialni sistemi so tisti, ki so sestavljeni iz snovi, in ki so izolirani od ostalega vesolja, da je treba preučiti. Materija je povsod, daje obliko in resnični pomen dojemanju vsakdanjega življenja, ko pa želite preučiti del materije, ne upoštevate njene okolice in govorite o materialnem sistemu.

So zelo spremenljive, saj obstajajo čisti in sestavljeni materiali, pa tudi različna stanja in faze združevanja. Kako določiti mejo med materialnim sistemom in okolico? Vse je odvisno od upoštevanih spremenljivk. Na primer, na sliki pod vsakim bombonskim marmorjem je lahko proučevani sistem.

Če pa je treba upoštevati barvno spremenljivko, je treba upoštevati vse frnikole v avtomatu. Ker stroj ne zanima, je to okolje marmorja. Tako je materialni sistem primera masa frnikole in njihove lastnosti (naj bodo to gume, mete itd.).

Kemično so materialni sistemi opredeljeni kot vsaka čista snov ali njihova zmes, razvrščena glede na njihove fizične vidike.

Razvrstitev

Homogen sistem materialov

Snov, ki se preučuje, ima lahko enakomeren videz, pri čemer njene lastnosti ostanejo nespremenjene, ne glede na vzorec, ki se analizira. Z drugimi besedami: za takšen sistem je značilno, da ima na prvi pogled le eno fazo materije.

Čista snov in spojine

Če analiziramo čisto snov, potem bomo ugotovili, da fizikalno-kemijske lastnosti sovpadajo v istih vrednostih in rezultatih, tudi če jemljemo veliko vzorcev (in na različnih geografskih območjih).

Na primer, če bi primerjali kalcijev vzorec iz Azije, Evrope, Afrike in Amerike, bi vsi imeli enake lastnosti. Enako bi bilo, če bi vzeli vzorec čistega ogljika.

Po drugi strani pa čista spojina manifestira tudi zgoraj omenjeno. Če bi bilo zagotovljeno, da je skrilavca narejena iz enega in edinega materiala, bi bila ta razvrščena kot homogeni materialni sistem.

Vendar se to ne zgodi pri vzorcu mineralov, saj na splošno nečistoče izločajo iz drugih povezanih mineralov in v tem primeru gre za heterogeni materialni sistem. Tudi drugi materialni sistemi, kot so drevesa, kamenje, gore ali reke, spadajo v zadnjo klasifikacijo.

Raztapljanje

Tržni kis je 5% vodna raztopina ocetne kisline; to je 5 ml čiste ocetne kisline raztopljeno v 100 ml vode. Vendar izgleda kot prozorna tekočina, čeprav gre dejansko za dve čisti spojini (voda in ocetna kislina).

Heterogeni materialni sistem

V nasprotju s homogenim v tem razredu sistema niti videz niti lastnosti niso konstantne, saj so v celotnem podaljšanju nepravilne.

Poleg tega se lahko podvrže fizičnim ali kemičnim ločevalnim tehnikam, iz katerih se pridobivajo faze, ki se obravnavajo kot homogeni sistem.

Faze

Zgornja slika prikazuje stanje snovi in ​​njihove spremembe. Te so tesno povezane s fazami materije, ker imajo enake razlike, čeprav so enake.

Tako so faze materialnega sistema trdna, tekočina in plin. To pomeni, da lahko za določeno zadevo, ki je predmet analize, sprejme katero koli od prejšnjih faz.

Ker pa so interakcije v trdnih snoveh zelo močne in so odvisne od spremenljivk, kot sta tlak in temperatura, lahko sistem ima ali ne sme imeti različnih trdnih faz.

Na primer, spojina X, trdna pri sobni temperaturi, ima fazo I; ko pa je pritisk nanjo zelo visok, se njegove molekule preuredijo na bolj kompakten način, nato pa pride do prehoda iz faze I v trdno fazo II.

Obstajajo celo 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 prevzamejo samo eno fazo. Z drugimi besedami, morda ne bo plinske faze I in plinske faze II.

Fazni diagram

Obstaja veliko faznih diagramov: nekateri za posamezno spojino ali snov (kot je ena na zgornji sliki), drugi pa za binarne sisteme (sol v vodi, na primer) ali trojček (tri komponente).

"Najpreprostejši" od vseh je fazni diagram snovi. Tako je za hipotetično snov Y njegova faza predstavljena kot funkcija tlaka (os y) in temperature (x x os).

Pri nizkih tlakih je plin, ne glede na njegovo temperaturo. Vendar se pri povečanju tlaka Y plin odlaga v trdnem Y.

Vendar se pri temperaturah nad kritično točko Y plin kondenzira v tekočino Y in če se tudi tlak poveča (eden navpično po diagramu naraste), se tekočina strdi.

Vsaka črta predstavlja ravnotežje med obema fazama, ki ju ločuje: trden plin, tekoči plin, trdno-tekoče, tekoče-trdno in trdno-tekoče-plinsko na trojni točki.

Poleg tega se iz kritične točke Y ne kaže fizične razlike med plinsko in tekočo fazo: tvori tisto, kar je znano kot nadkritična tekočina.

Primeri

- balon je materialni sistem, saj je njegova vsebnost plinasta in ima zato kemijsko naravo; če je plin manj gost od zraka, se bo balon dvignil v nebo.

- Binarni sistem voda-olje ima dve fazi: ena od vode, druga pa, logično, olja. Nabor obeh je heterogeni sistem, posamezni sloji pa so homogeni sistemi. Če bi želeli izvleči olje, bi morali izvesti ekstrakcijo tekočine-tekočine z organskim in hlapnim topilom.

- Trden in trden sistem je lahko sestavljen iz mešanice belega sladkorja in rjavega sladkorja. Razlika v barvi med kristali je v tem primeru heterogeni sistem.

- Morska voda je še en primer homogenega materialnega sistema. Sestavljen je iz raztapljanja številnih ionov, ki so odgovorni za njegov značilen slani okus. Če bi vzorec morske vode izhlapeval v posodi, bi se usedel v bele soli.

Reference

1. Sistem in njegova okolica. Pridobljeno 27. maja 2018 z: chem.libretexts.org
2. Antonio de Ulloa. Sistemi materialov. . Pridobljeno 27. maja 2018, iz: 2.educarchile.cl
3. Daniel J. Berger. (2001). Pridobljeno 27. maja 2018 z: bluffton.edu
4. Sistem in okolica v kemiji. Pridobljeno 27. maja 2018 z: chemteam.info
5. Helmenstine, Anne Marie, dr. (6. februar 2018). Definicija odprtega sistema v kemiji. Pridobljeno 27. maja 2018 z: thinkco.com
6. Glen Research Center. Faze materije. Pridobljeno 27. maja 2018, iz: grc.nasa.gov
7. Alison H. (2006-09-15). Izlet balona. Pridobljeno 28. maja 2018 z: flickr.com