SUSTAVI MATERIJALA: KLASIFIKACIJA, FAZE I PRIMJERI - KEMIJA - 2025

U materijalni sustavi su oni koji se sastoje od materije i koji su izolirani od ostatka svemira koja se ispituje. Materija je posvuda, daje oblik i stvarno značenje percepcijama svakodnevnog života, ali kad želite proučiti dio materije, zanemarite njezinu okolinu i govorite o materijalnom sustavu.

Oni su vrlo varijabilni, budući da postoje čisti i složeni materijali, kao i različita stanja i faze agregacije. Kako odrediti granicu između materijalnog sustava i njegove okoline? Sve ovisi o varijablama koje se uzimaju u obzir. Na primjer, na slici ispod svakog bombona od bombona mogao bi se proučavati sustav.

Međutim, ako se želi uzeti u obzir varijabla boja, tada je potrebno razmotriti sve mramore u automatu. Budući da stroj ne zanima, ovo je okruženje mramora. Dakle, materijalni sustav primjera je masa mramora i njihova svojstva (bili oni od gume, metvice itd.).

Međutim, kemijski se materijalni sustavi definiraju kao svaka čista tvar ili njihova smjesa razvrstana prema njihovim fizičkim aspektima.

Klasifikacija

Homogeni sustav materijala

Tvar koja se proučava može pokazati ujednačen izgled, pri čemu njena svojstva ostaju stalna bez obzira na uzorak koji se analizira. Drugim riječima: ovakav sustav karakterizira postojanje samo jedne faze materije na prvi pogled.

Čista tvar i spojevi

Ako se analizira čista tvar, tada će se utvrditi da se fizikalno-kemijska svojstva podudaraju u istim vrijednostima i rezultatima, čak i ako su uzeti mnogi uzorci (i u različitim geografskim područjima).

Na primjer, ako bi se uzorak kalcija uspoređivao s uzorkom iz Azije, Europe, Afrike i Amerike, svi bi imali ista svojstva. Isto bi se dogodilo ako bi uzet uzorak čistog ugljika.

S druge strane, čisti spoj također očituje gore spomenuto. Ako je zajamčeno da je škriljevca izrađeno od jednog i jedinog materijala, tada bi bilo klasificirano kao homogeni sustav materijala.

Međutim, to se ne događa za uzorak minerala, jer općenito on sadrži nečistoće iz drugih povezanih minerala, a u ovom slučaju to je heterogeni materijalni sustav. Isto tako, oni materijalni sustavi poput drveća, kamenja, planina ili rijeka spadaju u zadnju klasifikaciju.

Otapanje

Komercijalni ocat je 5% vodena otopina octene kiseline; to jest, 5 ml čiste octene kiseline otopi se u 100 ml vode. Međutim, izgleda poput prozirne tekućine, iako su zapravo dva čista spoja (voda i octena kiselina) u kombinaciji.

Heterogeni materijalni sustav

Za razliku od homogenog, u ovoj klasi sustava ni izgled ni svojstva nisu konstantni i tijekom cijelog su proširenja nepravilni.

Pored toga, može se podvrgnuti fizičkim ili kemijskim tehnikama razdvajanja, iz kojih se izvlače faze koje se svaka smatra homogenim sustavom.

faze

Gornja slika prikazuje stanja materije i njihove promjene. To je usko povezano s fazama materije jer, iako su iste, ipak imaju neke suptilne razlike.

Tako su faze materijalnog sustava kruta, tekuća i plinska. To jest, za određenu materiju koja je podvrgnuta analizi, ona može usvojiti bilo koju od prethodnih faza.

Međutim, budući da su interakcije u čvrstim tvarima vrlo jake i ovise o varijablama poput tlaka i temperature, sustav može ili ne mora imati različite čvrste faze.

Na primjer, spoj X, krut na sobnoj temperaturi, ima fazu I; ali kada je pritisak na njega vrlo visok, njegove se molekule preuređuju na kompaktniji način i tada dolazi do prijelaza iz faze I u čvrstu fazu II.

Postoje čak i druge faze, poput III i IV, koje potječu iz II pri različitim temperaturama. Tako homogeni materijalni sustav X prividne krute faze može steći do četiri čvrste faze: I, II, III i IV.

U slučaju tekućih i plinovitih sustava, općenito, molekule mogu u tim materijama usvojiti samo jednu fazu. Drugim riječima, možda neće postojati plinska faza I i plinska faza II.

Fazni dijagram

Postoje brojni fazni dijagrami: neki za jedan spoj ili tvar (poput onog na slici iznad), a drugi za binarne sustave (sol u vodi, na primjer) ili ternarnu (tri komponente).

"Najjednostavniji" od svih je fazni dijagram neke tvari. Stoga je za hipotetsku tvar Y njegova faza predstavljena kao funkcija tlaka (os y) i temperature (x-os).

Pri niskom tlaku to je plin, bez obzira na njegovu temperaturu. Međutim, pri povećanju tlaka Y plin se taloži u kruti Y.

Međutim, na temperaturama iznad kritične točke Y, plin se kondenzira u tekućinu Y, a ako je i tlak povećan (jedan se diže okomito kroz dijagram), tekućina se skrućuje.

Svaka crta predstavlja ravnotežu između dvije faze koje razdvaja: kruti plin, tekućina-plin, kruta-tekućina, tekućina-kruta i kruta-tekućina-plin u trostrukoj točki.

Uz to, iz kritične točke Y ne pokazuje se fizička razlika između plinske i tekuće faze: ona tvori ono što je poznato kao nadkritična tekućina.

Primjeri

- Balon je materijalni sustav, budući da je njegov sadržaj plinovit i, stoga, ima kemijsku prirodu; ako je plin manje gust od zraka, balon će se uzdići do neba.

- Binarni sustav voda i ulje ima dvije faze: jedna od vode, a druga, logično, ulja. Skup oboje je heterogeni sustav, dok su pojedini slojevi homogeni sustavi. Ako biste željeli izdvojiti ulje, morali biste izvesti tekućinu-tekućinu ekstrakciju organskim i isparljivim otapalom.

- Čvrsti i čvrsti sustav može se sastojati od mješavine bijelog šećera i smeđeg šećera. Razlika u boji među kristalima čini ovaj slučaj heterogenim sustavom.

- Morska voda je još jedan primjer homogenog sustava materijala. Sastoji se od rastvaranja mnogih iona, koji su odgovorni za njegov karakterističan slani okus. Ako bi uzorak morske vode ispario u spremniku, taloži se u bijelim solima.

Reference

1. Sustav i njegova okolina. Preuzeto 27. svibnja 2018. s: chem.libretexts.org
2. Antonio de Ulloa. Sustavi materijala., Preuzeto 27. svibnja 2018. s: 2.educarchile.cl
3. Daniel J. Berger. (2001). Preuzeto 27. svibnja 2018. s: bluffton.edu
4. Sustav i okolina u kemiji. Preuzeto 27. svibnja 2018. s: chemteam.info
5. Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (6. veljače 2018.). Definicija otvorenog sustava u kemiji. Preuzeto 27. svibnja 2018. s: thinkco.com
6. Istraživački centar Glen. Faze materije. Preuzeto 27. svibnja 2018. s: grc.nasa.gov
7. Alison H. (2006-09-15). Balon bacati. Preuzeto 28. svibnja 2018. s: flickr.com