MATERIELLE SYSTEMER: KLASSIFICERING, FASER OG EKSEMPLER - KEMI - 2025

De materielle systemer er dem, der er sammensat af stof, og som er isoleret fra resten af ​​universet, der skal studeres. Materiale er overalt, hvilket giver form og reel mening til opfattelserne af dagligdagen, men når du vil studere en del af materien, ser du bort fra dens omgivelser og taler om et materielt system.

De er meget varierende, da der er rene og sammensatte materialer, samt forskellige tilstande og faser af aggregeringer. Hvordan defineres grænsen mellem det materielle system og dets omgivelser? Det hele afhænger af de variabler, der tages i betragtning. På billedet nedenfor kunne hver slik marmor marmor være det system, der undersøges.

Hvis der dog skal tages hensyn til farvevariablen, er det nødvendigt at overveje alle kugler i salgsautomaten. Da maskinen ikke er af interesse, er dette marmorets miljø. Materialets system i eksemplet kommer således til at være massen af ​​kuglerne og deres egenskaber (være disse af gummi, mynte osv.).

Kemisk defineres materialesystemer imidlertid som ethvert rent stof eller en blanding deraf klassificeret efter deres fysiske aspekter.

Klassifikation

Homogent materialesystem

Det stof, der undersøges, kan vise et ensartet udseende, hvor dets egenskaber forbliver konstant uanset prøven, der analyseres. Med andre ord: denne type system er kendetegnet ved kun at have en fase af materien ved første øjekast.

Rent stof og forbindelser

Hvis et rent stof analyseres, kan det konstateres, at de fysisk-kemiske egenskaber falder sammen i de samme værdier og resultater, selvom der er taget mange prøver (og i forskellige geografiske områder).

For eksempel, hvis en calciumprøve blev sammenlignet med en fra Asien, Europa, Afrika og Amerika, ville de alle have de samme egenskaber. Det samme ville ske, hvis der blev taget en prøve af rent kulstof.

På den anden side manifesterer en ren forbindelse også ovennævnte. Hvis det var garanteret, at en skifer var lavet af et eneste materiale, ville den blive klassificeret som et homogent materialesystem.

Dette sker dog ikke for en mineralprøve, da den generelt har urenheder fra andre tilknyttede mineraler, og for dette tilfælde er det et heterogent materialesystem. Ligeledes falder de materielle systemer såsom træer, sten, bjerge eller floder i sidstnævnte klassificering.

Opløsning

Kommerciel eddike er en 5% vandig opløsning af eddikesyre; dvs. 5 ml ren eddikesyre opløses i 100 ml vand. Det ser dog ud som en gennemsigtig væske, selvom det faktisk er to rene forbindelser (vand og eddikesyre) kombineret.

Heterogent materiale-system

I modsætning til den homogene, er hverken udseendet eller egenskaberne i denne systemklasse konstante, idet de er uregelmæssige i hele dens forlængelse.

Derudover kan det underkastes fysiske eller kemiske adskillelsesteknikker, hvorfra faser ekstraheres, som hver betragtes som et homogent system.

faser

Det øverste billede viser materiens tilstande og deres ændringer. Disse er tæt forbundet med faser af stof, fordi de, selv om de er de samme, har nogle subtile forskelle.

Faserne i et materialesystem er således det faste stof, væsken og gassen. Det vil sige, at for visse emner, der er genstand for analyse, kan den vedtage en hvilken som helst af de tidligere faser.

Da interaktionerne i faste stoffer er meget stærke og afhænger af variabler såsom tryk og temperatur, kan et system muligvis ikke have forskellige faste faser.

For eksempel har forbindelse X, faststof ved stuetemperatur, fase I; men når trykket på det er meget højt, omorganiseres dets molekyler på en mere kompakt måde, og derefter forekommer en overgang fra fase I til fast fase II.

Der er endda andre faser, såsom III og IV, der stammer fra II ved forskellige temperaturer. Således kan det homogene materialesystem i X i en tilsyneladende fast fase opnå op til fire faste faser: I, II, III og IV.

I tilfælde af flydende og gasformige systemer kan molekylerne generelt kun indtage en enkelt fase i disse tilstande. Med andre ord er der muligvis ikke en gasfase I og en gasfase II.

Fasediagram

Der er mange fasediagrammer: nogle til en enkelt forbindelse eller et stof (som det på billedet ovenfor) og andre til binære systemer (f.eks. Et salt i vand) eller ternært (tre komponenter).

Den "enkleste" af alle er fasediagrammet for et stof. For det hypotetiske stof Y er således dens fase repræsenteret som en funktion af tryk (y-akse) og temperatur (x-akse).

Ved lave tryk er det en gas, uanset dens temperatur. Ved forøgelse af trykket aflejres imidlertid Y-gassen i fast Y.

Ved temperaturer over det kritiske punkt Y kondenseres imidlertid gassen til væske Y, og hvis trykket også øges (man stiger lodret gennem diagrammet), størkner væsken.

Hver linje repræsenterer ligevægten mellem de to faser, som den adskiller: fast gas, flydende gas, fast-væske, flydende-fast og fast-væske-gas ved tredobbelt punkt.

Derudover vises der fra det kritiske punkt Y ingen fysisk sondring mellem gasfasen og væskefasen: det danner det, der er kendt som en superkritisk væske.

eksempler

- En ballon er et materialesystem, da indholdet er gasformigt og derfor har en kemisk karakter; hvis gassen er mindre tæt end luft, stiger ballonen til himlen.

- Det binære vand-olie-system har to faser: den ene af vandet og den anden, logisk set, af olie. Sættet af begge er det heterogene system, mens de individuelle lag er homogene systemer. Hvis du ønskede at udvinde olien, skulle du udføre en væske-væskeekstraktion med et organisk og flygtigt opløsningsmiddel.

- Et fast-fast system kan bestå af en blanding af hvidt sukker og brunt sukker. Her gør forskellen i farve mellem krystallerne dette tilfælde til et heterogent system.

- Havvand er et andet eksempel på et homogent materialesystem. Det består af en opløsning af mange ioner, der er ansvarlige for dets karakteristiske salte smag. Hvis en prøve af havvand skulle fordampe i en beholder, ville den sætte sig i hvide salte.

Referencer

1. Et system og dets omgivelser. Hentet den 27. maj 2018 fra: chem.libretexts.org
2. Antonio de Ulloa. Materielle systemer.. Hentet den 27. maj 2018, fra: 2.educarchile.cl
3. Daniel J. Berger. (2001). Hentet den 27. maj 2018 fra: bluffton.edu
4. Systemet og omgivelserne inden for kemi. Hentet den 27. maj 2018 fra: chemteam.info
5. Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (6. februar 2018). Åben systemdefinition i kemi. Hentet den 27. maj 2018 fra: thoughtco.com
6. Glen Research Center. Faser af spørgsmål. Hentet den 27. maj 2018 fra: grc.nasa.gov
7. Alison H. (2006-09-15). Start af ballon. Hentet den 28. maj 2018 fra: flickr.com