Süsteemide materjalide klassifikatsioon, etapid ja näited



The materjali süsteemid nad on kõik need, mis koosnevad ainest ja mis on eraldatud ülejäänud uuritavast universumist. Aine on kõikjal, andes kuju ja reaalset tähendust igapäevaelu arusaamadele, aga kui sa tahad õppida materjali tükki, siis te põlgate selle ümbrust ja räägite materiaalsest süsteemist.

Need on väga varieeruvad, sest on olemas puhtad ja liitmaterjalid, samuti erinevad olekud ja agregatsioonifaasid. Kuidas määratleda piir materiaalse süsteemi ja selle ümbruse vahel? Kõik sõltub vaadeldavatest muutujatest. Näiteks allolevas pildis võib iga magus marmor olla uuritav süsteem.

Kui aga soovitakse võtta arvesse muutuvat värvi, siis on vaja arvestada kõiki jaotusmasina marmore. Kuna masin ei ole huvitav, on see marmorite keskkond. Seega muutub näite materiaalseks süsteemiks marmorite mass ja nende omadused (olgu need närimiskumm, piparmünt jne)..

Keemiliselt on materjalisüsteemid defineeritud kui mis tahes puhas aine või nende segu, mis on klassifitseeritud vastavalt nende füüsilistele aspektidele.

Indeks

  • 1 Klassifikatsioon
    • 1.1 Homogeenne materjali süsteem
    • 1.2 Heterogeenne materjali süsteem
  • 2 faasi
    • 2.1 Faasi diagramm
  • 3 Näited
  • 4 Viited

Klassifikatsioon

Homogeenne materjali süsteem

Uuritud materjal võib näidata ühtlast välimust, kus selle omadused jäävad konstantseks olenemata analüüsitavast proovist. Teisisõnu: sellist süsteemi iseloomustab esmapilgul ainus faas.

Aine ja puhtad ühendid

Kui analüüsitakse puhast ainet, leitakse, et füüsikalis-keemilised omadused kattuvad samade väärtuste ja tulemustega, isegi kui võetakse palju proove (ja erinevates geograafilistes piirkondades).

Näiteks, kui kaltsiumi proovi võrreldi ühe Aasia, Euroopa, Aafrika ja Ameerika omadega, oleks neil kõigil samad omadused. Sama juhtuks, kui võetaks puhta kivisöe proov.

Teisest küljest avaldab ülalmainitud ka puhas ühend. Kui oleks tagatud, et tahvel on valmistatud ühest materjalist, klassifitseeritakse see homogeenseks materjalisüsteemiks.

Kuid see ei toimu mineraalse proovi puhul, sest üldiselt sisaldab see muid seonduvaid mineraale sisaldavaid lisandeid ja sel juhul on see heterogeenne materjali süsteem. Samuti kuuluvad sellesse viimasesse klassifikatsiooni need materiaalsed süsteemid nagu puud, kivid, mäed või jõed.

Lahustamine

Kaubanduslik äädikas on 5% äädikhappe vesilahus; see tähendab, et 5 ml puhast äädikhapet lahustub 100 ml vees. Siiski on selle välimus läbipaistev vedelik, kuigi tegelikult on tegemist kahe puhtaga ühendiga (vesi ja äädikhape).

Heterogeenne materjali süsteem

Erinevalt homogeensest, sellises süsteemis ei ole välimus ega omadused püsivad, olles ebakorrapärased selle laiendamisel.

Lisaks võib see läbida füüsikalisi või keemilisi eraldusmeetodeid, millest eraldatakse faasid, millest igaüks loetakse homogeenseks süsteemiks..

Faasid

Ülaltoodud pildil näidatakse materjali olekuid ja selle muutusi. Need on tihedalt seotud aine faasidega, sest kuigi need on samad, esinevad need mõningal määral peenes erinevuses.

Seega on materjali süsteemi faasid tahke aine, vedelik ja gaas. See tähendab, et konkreetse analüüsitava teema puhul võib see vastu võtta ükskõik millist eelnevat faasi.

Kuna aga tahkete ainete koostoimed on väga tugevad ja need sõltuvad sellistest muutujatest nagu rõhk ja temperatuur, võib süsteemil olla erinevad tahked faasid või mitte..

Näiteks ühendil X on toatemperatuuril tahke aine I faas; kuid kui sellele langev rõhk on väga suur, siis selle molekulid ümber paigutuvad kompaktsemalt ja siis toimub üleminek I faasist tahkele faasile II.

On isegi teisi faase, nagu III ja IV, mis tulenevad II-st erinevatel temperatuuridel. Seega võib nähtava tahke faasi X homogeenne materjali süsteem omandada kuni neli tahket faasi: I, II, III ja IV.

Vedelate ja gaasiliste süsteemide puhul võivad üldiselt molekulid nendes aineseisundites vastu võtta ainult ühe faasi. Teisisõnu ei pruugi olla gaasifaas I ja teine ​​II.

Faasi diagramm

On mitmeid faasidiagramme: mõned ühe ühendi või aine kohta (nagu ülaloleval pildil) ja teised binaarsüsteemidele (näiteks vees, soolas) või kolmekomponentsetele süsteemidele (kolm komponenti).

Kõige "lihtsam" on aine faasi diagramm. Seega on hüpoteetilise aine Y jaoks selle faas esindatud rõhu (y-telje) ja temperatuuri (x-telg) funktsioonina.

Madalatel rõhkudel on see gaas, olenemata selle temperatuurist. Kuid rõhu suurendamisega ladestatakse gaasiline tahke aine Y.

Kuid kriitilisest punktist kõrgemal temperatuuril Y kondenseerub gaas Y-gaas ja kui rõhk suureneb (see tõuseb vertikaalselt läbi diagrammi), tahkestub vedelik tahkisena.

Iga rida näitab tasakaalu kahe eraldatava faasi vahel: tahke-gaas, vedelgaas, tahke-vedelik, vedel-tahke ja tahke-vedelgaas kolmepunktis.

Lisaks sellele ei ole kriitilisest punktist Y gaasifaasi ja vedela faasi vahel füüsilist eristust näidatud: see moodustab superkriitilise vedeliku..

Näited

- Globe on materiaalne süsteem, kuna selle sisu on gaasiline ja seetõttu on see keemiline; Kui gaas on õhust väiksem, tõuseb õhupalli taevasse.

- Kahekomponendilisel veesüsteemil on kaks faasi: üks vesi ja teine ​​loogiliselt õli jaoks. Mõlemad on heterogeensed süsteemid, samas kui üksikud kihid on homogeensed süsteemid. Kui soovid õli ekstraheerida, tuleb teil vedelik-vedelik ekstraheerida orgaanilise ja lenduva lahustiga.

- Tahke-tahke süsteem võib koosneda valge suhkru ja pruuni suhkru segust. Siin muudab kristallide värvi erinevus heterogeenseks süsteemiks.

- Merevesi on veel üks näide homogeensest materjalisüsteemist. See koosneb paljude ioonide lahustumisest, mis vastutavad selle iseloomuliku soolase maitse eest. Kui merevee proovi aurustati konteineris, siis settes selles valges soolas.

Viited

  1. Süsteem ja selle ümbrus. Välja otsitud 27. mail 2018 kellelt: chem.libretexts.org
  2. Antonio de Ulloa. Materjali süsteemid [PDF] Välja otsitud 27. mail 2018 kellelt: 2.educarchile.cl
  3. Daniel J. Berger. (2001). Välja otsitud 27. mail 2018 alates: bluffton.edu
  4. Keemia süsteem ja ümbrus. Välja otsitud 27. mail 2018, alates: chemteam.info
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6. veebruar 2018). Avatud süsteemi definitsioon keemias. Välja otsitud 27. mail 2018, alates: thinkco.com
  6. Gleni uurimiskeskus. Aine faasid. Välja otsitud 27. mail 2018 alates: grc.nasa.gov
  7. Alison H. (15. september 2006). Õhupalli käivitamine. Välja otsitud 28. mail 2018 alates: flickr.com