Clasificarea sistemelor materiale, faze și exemple

1666
Charles McCarthy

sisteme materiale Acestea sunt toate cele care sunt compuse din materie și care sunt izolate de restul universului care urmează să fie studiat. Materia este peste tot, dând formă și sens real percepțiilor vieții de zi cu zi, dar atunci când doriți să studiați o porțiune a materiei, împrejurimile ei sunt disprețuite și vorbim despre un sistem material..

Acestea sunt extrem de variabile, deoarece există materiale pure și compozite, precum și diferite stări și faze de agregări. Cum se definește granița dintre sistemul material și împrejurimile acestuia? Totul depinde de variabilele luate în considerare. De exemplu, în imaginea de mai jos fiecare marmură de bomboane ar putea fi sistemul în studiu..

Cu toate acestea, dacă trebuie luată în considerare variabila de culoare, atunci este necesar să se ia în considerare toate marmurile din distribuitorul automat. Deoarece mașina nu prezintă interes, acesta este mediul marmurilor. Astfel, sistemul material al exemplului ajunge să fie masa marmurelor și proprietățile acestora (fie acestea de gumă de mestecat, mentă etc.).

Cu toate acestea, din punct de vedere chimic, sistemele materiale sunt definite ca orice substanță pură sau un amestec al acestora, clasificate în funcție de aspectele lor fizice..

Indice articol

  • 1 Clasificare
    • 1.1 Sistem material omogen
    • 1.2 Sistem material eterogen
  • 2 faze
    • 2.1 Diagrama fazelor
  • 3 Exemple
  • 4 Referințe

Clasificare

Sistem material omogen

Materia studiată poate prezenta un aspect uniform, în care proprietățile sale rămân constante indiferent de eșantionul analizat. Cu alte cuvinte: acest tip de sistem se caracterizează prin faptul că are o singură fază a materiei la prima vedere.

Substanță pură și compuși

Dacă se analizează o substanță pură, atunci se va constata că proprietățile fizico-chimice coincid în aceleași valori și rezultate, chiar dacă sunt prelevate multe probe (și în zone geografice diferite)..

De exemplu, dacă o probă de calciu ar fi comparată cu una din Asia, Europa, Africa și America, toate ar avea aceleași proprietăți. La fel s-ar întâmpla dacă s-ar lua o probă de carbon pur.

Pe de altă parte, un compus pur manifestă și cele menționate mai sus. Dacă s-ar garanta că o ardezie a fost făcută dintr-un singur material, atunci ar fi clasificată ca un sistem de materiale omogen.

Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă pentru o probă de minerale, deoarece, în general, adăpostește impurități din alte minerale asociate, iar pentru acest caz este un sistem material eterogen. La fel, acele sisteme materiale, cum ar fi copacii, pietrele, munții sau râurile, se încadrează în această din urmă clasificare..

Dizolvare

Oțetul comercial este o soluție apoasă 5% de acid acetic; adică 5 mL de acid acetic pur se dizolvă în 100 mL de apă. Cu toate acestea, aspectul său este de un lichid transparent, deși în realitate este combinat doi compuși puri (apă și acid acetic).

Sistem material eterogen

Spre deosebire de cel omogen, în această clasă de sistem nici aspectul, nici proprietățile nu sunt constante, fiind neregulate în toată extensia sa..

În plus, poate fi supus unor tehnici de separare fizică sau chimică, din care se extrag faze care sunt considerate fiecare ca un sistem omogen..

Etape

Imaginea superioară arată stările materiei și schimbările lor. Acestea sunt strâns legate de fazele materiei deoarece, deși sunt aceleași, prezintă unele diferențe subtile..

Acesta fiind cazul, fazele unui sistem material sunt solide, lichide și gazoase. Cu alte cuvinte, pentru anumite materii supuse analizei, poate adopta oricare dintre fazele anterioare.

Cu toate acestea, deoarece interacțiunile din solide sunt foarte puternice și depind de variabile precum presiunea și temperatura, un sistem poate avea sau nu faze solide diferite.

De exemplu, compusul X, solid la temperatura camerei, are faza I; dar atunci când presiunea asupra acestuia este foarte mare, moleculele sale se rearanjează într-un mod mai compact și apoi are loc o tranziție de la faza I la faza solidă II..

Există chiar și alte faze, cum ar fi III și IV, care derivă din II la temperaturi diferite. Astfel, sistemul material omogen al X al unei faze solide aparente poate dobândi până la patru faze solide: I, II, III și IV.

În cazul sistemelor lichide și gazoase, în general, moleculele pot adopta o singură fază în aceste stări de materie. Cu alte cuvinte, este posibil să nu existe o fază gazoasă I și o fază gazoasă II..

Diagrama fazelor

Există multe diagrame de fază: unele pentru un singur compus sau substanță (cum ar fi cea din imaginea de mai sus), iar altele pentru sistemele binare (o sare în apă, de exemplu) sau ternare (trei componente).

Cea mai „simplă” dintre toate este diagrama de fază pentru o substanță. Astfel, pentru substanța ipotetică Y, faza sa este reprezentată în funcție de presiune (axa y) și temperatură (axa x).

La presiuni scăzute este un gaz, indiferent de temperatura acestuia. Cu toate acestea, la creșterea presiunii, gazul Y se depune în solidul Y.

Cu toate acestea, la temperaturi peste punctul critic Y, gazosul se condensează în lichidul Y și, dacă și presiunea este crescută (se urcă vertical prin diagramă), lichidul se solidifică.

Fiecare linie reprezintă echilibrul dintre cele două faze pe care le separă: gaz solid, lichid-gaz, solid-lichid, lichid-solid și solid-lichid-gaz în punctul triplu.

În plus, din punctul critic Y, nu se arată nicio distincție fizică între faza gazoasă și faza lichidă: formează ceea ce este cunoscut sub numele de fluid supercritic..

Exemple

- Un balon este un sistem material, deoarece conținutul său este gazos și, prin urmare, are o natură chimică; dacă gazul este mai puțin dens decât aerul, balonul se va ridica spre cer.

- Sistemul binar apă-ulei are două faze: una de apă și cealaltă, logic, de petrol. Setul ambelor este sistemul eterogen, în timp ce straturile individuale sunt sisteme omogene. Dacă doriți să extrageți uleiul, va trebui să efectuați o extracție lichid-lichid cu un solvent organic și volatil..

- Un sistem solid-solid poate consta dintr-un amestec de zahăr alb și zahăr brun. Aici, diferența de culoare dintre cristale face din acest caz un sistem eterogen.

- Apa de mare este un alt exemplu de sistem material omogen. Se compune dintr-o soluție de mulți ioni, care sunt responsabili pentru gustul său sărat caracteristic. Dacă un eșantion de apă de mare s-ar evapora într-un recipient, ar sedimenta sărurile albe din el..

Referințe

  1. Un sistem și împrejurimile sale. Adus pe 27 mai 2018, de pe: chem.libretexts.org
  2. Antonio de Ulloa. Sisteme materiale. [PDF]. Adus pe 27 mai 2018, de la: 2.educarchile.cl
  3. Daniel J. Berger. (2001). Adus pe 27 mai 2018, de pe: bluffton.edu
  4. Sistemul și împrejurimile în chimie. Adus pe 27 mai 2018, de pe: chemteam.info
  5. Helmenstine, Anne Marie, dr. (6 februarie 2018). Definirea sistemului deschis în chimie. Adus pe 27 mai 2018, de pe: thoughtco.com
  6. Centrul de cercetare Glen. Etapele materiei. Adus pe 27 mai 2018, de pe: grc.nasa.gov
  7. Alison H. (2006-09-15). Lansare cu balonul. Adus pe 28 mai 2018, de pe: flickr.com

Nimeni nu a comentat acest articol încă.