Materialsystemer: Klassifisering, faser og eksempler

Materialsystemene er alle de som består av materie og som er isolert fra resten av universet som skal studeres. Materiell er overalt, gir form og ekte betydning for oppfatningen av det daglige livet, men når du vil studere en del av saken, forakter du omgivelsene og snakker om et materielt system.

De er veldig variable, siden det er rene og sammensatte materialer, så vel som forskjellige tilstander og aggregeringsfaser. Hvordan definere grensen mellom materialsystemet og omgivelsene? Alt avhenger av variablene som vurderes. For eksempel, i bunnbildet kan hver candy marmor være systemet under studiet.

Men hvis man ønsker å ta hensyn til den variable fargen, er det nødvendig å vurdere alle marmorene på dispenseringsmaskinen. Fordi maskinen ikke er av interesse, er dette miljøet i marmorene. Dermed blir materiellsystemet i eksemplet massen av marmorene og deres egenskaper (det være seg tyggegummi, mynte, etc.).

Imidlertid defineres materialesystemene kjemisk som en hvilken som helst ren substans eller blanding derav, klassifisert i henhold til deres fysiske aspekter.

klassifisering

Homogent materiale system

Materialet som studeres, kan vise et ensartet utseende, der dets egenskaper forblir konstant uavhengig av hvilken prøve som analyseres. Med andre ord: Denne typen system er preget av å ha en enkelt fase av materie ved første blikk.

Stoff og rene forbindelser

Hvis en ren substans analyseres, vil det bli funnet at de fysisk-kjemiske egenskapene sammenfaller i samme verdier og resultater, selv om mange prøver er tatt (og i forskjellige geografiske områder).

For eksempel, hvis en prøve av kalsium ble sammenlignet med en fra Asia, Europa, Afrika og Amerika, ville de alle ha de samme egenskapene. Det samme ville skje hvis en prøve av rent kull ble tatt.

På den annen side manifesterer en ren forbindelse også ovennevnte. Hvis en tavle var garantert å være laget av et enkelt materiale, ville det bli klassifisert som et homogent materialsystem.

Dette skjer imidlertid ikke for en mineralprøve, da det vanligvis har urenheter fra andre tilknyttede mineraler, og i dette tilfellet er det et heterogent materialsystem. Også de materielle systemene som trær, steiner, fjell eller elver faller inn i denne siste klassifiseringen.

oppløsnings

Kommersiell eddik er en vandig oppløsning av 5% eddiksyre; det vil si at 5 ml ren eddiksyre oppløses i 100 ml vann. Imidlertid er utseendet en gjennomsiktig væske, men i virkeligheten er det to rene forbindelser (vann og eddiksyre) kombinert.

Heterogene materiale system

I motsetning til den homogene, i denne typen system er verken utseendet eller egenskapene konstante, uregelmessige gjennom hele forlengelsen.

I tillegg kan det gjennomgå fysisk eller kjemisk separasjonsteknikk, hvorfra faser ekstraheres, som hver anses som et homogent system.

fasene

I bildet over er tilstandens tilstand og dets endringer vist. Disse er nært relatert til fasen av saken fordi de, selv om de er de samme, presenterer noen subtile forskjeller.

Fasene til et materialesystem er således det faste stoffet, væsken og gassen. Det vil si at for et gitt emne under analyse kan dette vedta noen av de foregående faser.

Men fordi samspillet i faste stoffer er svært sterke og disse avhenger av variabler som trykk og temperatur, kan et system ha eller ikke ha forskjellige faste faser.

For eksempel har forbindelse X, fast ved romtemperatur, en fase I; men når trykket som faller på det er svært høyt, omsettes molekylene mer kompakt, og deretter skjer en overgang fra fase I til fast fase II.

Det er også andre faser, som III og IV, som er avledet fra II ved forskjellige temperaturer. Således kan det homogene materielle systemet av X av en tilsynelatende fast fase oppnå opptil fire faste faser: I, II, III og IV.

I tilfelle av flytende og gassformige systemer, kan generelt molekyler bare vedta en enkelt fase i disse tilstandene av materie. Med andre ord, det kan ikke være en gassfase I og en annen II.

Fasediagram

Det er mange fasediagrammer: noen for en enkelt sammensetning eller substans (som i bildet ovenfor) og andre for binære systemer (f.eks. Salt i vann) eller ternære systemer (tre komponenter).

Den mest "enkle" av alt er fasediagrammet for et stoff. For den hypotetiske substansen Y er således fasen representert som en funksjon av trykk (y-akse) og temperatur (x-akse).

Ved lavt trykk er det en gass, uansett hvilken temperatur det er. Ved å øke presset Y blir imidlertid gassformet avsatt i fast Y.

Ved temperaturer over det kritiske punktet kondenserer Y gass imidlertid i flytende Y, og hvis trykket økes (stiger vertikalt gjennom diagrammet), størkner væsken.

Hver linje representerer balansen mellom de to faser som separerer: fast gass, flytende gass, fast-væske, flytende fast stoff og fast-væskegass ved trippelpunktet.

I tillegg fra det kritiske punktet Y blir det ikke vist noen fysisk forskjell mellom gassfasen og væskefasen: den danner det som er kjent som superkritisk væske.

eksempler

- En jordkloden er et materielt system, siden innholdet er gassformet og derfor har en kjemisk natur; Hvis gassen er mindre tett enn luft, vil ballongen stige til himmelen.

- Det binære systemet for vannolje har to faser: en for vann og en annen, logisk, for olje. Settet av begge er det heterogene systemet, mens de enkelte lagene er homogene systemer. Hvis du vil pakke ut oljen, må du utføre væske-væske-ekstraksjon med et organisk og flyktig løsemiddel.

- Et faststoffsystem kan bestå av en blanding av hvitt sukker og brunt sukker. Her gjør forskjellen i farge mellom krystallene dette tilfellet et heterogent system.

- Sjøvann er et annet eksempel på et homogent materialsystem. Den består av en oppløsning av mange ioner, som er ansvarlige for sin karakteristiske salt smak. Hvis et utvalg av sjøvann ble utsatt for fordampning i en beholder, ville det sedimentere i dette hvite saltet.