Järjestelmien materiaaliluokitus, vaiheet ja esimerkit



materiaalijärjestelmät ne ovat kaikkia niitä, jotka koostuvat aineesta ja jotka on eristetty muusta tutkittavasta universumista. Aine on kaikkialla, antaa muodon ja todellisen merkityksen jokapäiväisen elämän käsityksille, mutta kun haluat opiskella materiaalia, halveksit sen ympäristöä ja puhut aineellisesta järjestelmästä.

Ne ovat hyvin vaihtelevia, koska on olemassa puhtaita ja yhdistettyjä materiaaleja sekä erilaisia ​​tiloja ja aggregaatiovaiheita. Miten määritellä rajan materiaalijärjestelmän ja sen ympäristön välillä? Kaikki riippuu huomioitavista muuttujista. Esimerkiksi alla olevassa kuvassa jokainen makea marmori voisi olla tutkittava järjestelmä.

Jos kuitenkin haluaa ottaa huomioon vaihtelevan värin, on tarpeen ottaa huomioon kaikki annostelulaitteen marmorit. Koska kone ei ole kiinnostava, tämä on marmorien ympäristö. Siten esimerkin materiaalijärjestelmästä tulee marmorien massa ja niiden ominaisuudet (ovatko ne purukumia, minttua jne.).

Kemiallisesti materiaalijärjestelmät on kuitenkin määritelty millä tahansa puhtaalla aineella tai niiden seoksena, jotka on luokiteltu niiden fyysisten näkökohtien mukaan.

indeksi

  • 1 Luokitus
    • 1.1 Homogeeninen materiaalijärjestelmä
    • 1.2 Heterogeeninen materiaalijärjestelmä
  • 2 vaihetta
    • 2.1 Vaiheen kaavio
  • 3 Esimerkkejä
  • 4 Viitteet

luokitus

Homogeeninen materiaalijärjestelmä

Tutkittu materiaali voi näyttää yhtenäisen ulkonäön, jossa sen ominaisuudet pysyvät vakioina riippumatta analysoitavasta näytteestä. Toisin sanoen: tällaiselle järjestelmälle on ominaista, että sillä on ensim- mäisen näköisen ainutlaatuinen vaihe.

Aine ja puhtaat yhdisteet

Jos analysoidaan puhdasta ainetta, havaitaan, että fysikaalis-kemialliset ominaisuudet vastaavat samoja arvoja ja tuloksia, vaikka monta näytettä otetaan (ja eri maantieteellisillä alueilla).

Esimerkiksi, jos kalsiuminäytettä verrataan Aasiassa, Euroopassa, Afrikassa ja Amerikassa, niillä kaikilla olisi samat ominaisuudet. Sama tapahtuu, jos otettaisiin puhdasta hiiltä.

Toisaalta puhdas yhdiste ilmentää myös edellä mainittua. Jos taattaisiin, että taulu on valmistettu yhdestä materiaalista, se luokitellaan homogeeniseksi materiaalijärjestelmäksi.

Tämä ei kuitenkaan tapahdu mineraalinäytteen osalta, koska yleensä se sisältää epäpuhtauksia muista niihin liittyvistä mineraaleista, ja tässä tapauksessa se on heterogeeninen materiaalijärjestelmä. Myös nämä materiaalijärjestelmät, kuten puut, kivet, vuoret tai joet kuuluvat tähän viimeiseen luokitukseen.

liukeneminen

Kaupallinen etikka on 5-prosenttisen etikkahapon vesiliuos; toisin sanoen 5 ml puhdasta etikkahappoa liuotetaan 100 ml: aan vettä. Sen ulkonäkö on kuitenkin läpinäkyvä neste, vaikka todellisuudessa se on kaksi puhdasta yhdistettä (vesi ja etikkahappo) yhdistettynä.

Heterogeeninen materiaalijärjestelmä

Toisin kuin homogeeninen, tällaisessa järjestelmässä ei ulkonäkö eikä ominaisuudet ole vakio, ja ne ovat epäsäännöllisiä sen laajennuksessa.

Lisäksi se voi läpäistä fysikaalisia tai kemiallisia erotusmenetelmiä, joista faasit uutetaan, joista kukin katsotaan homogeeniseksi järjestelmäksi..

faasit

Yllä olevassa kuvassa näytetään aineen tilan ja sen muutokset. Nämä liittyvät läheisesti aineen vaiheisiin, koska vaikka ne ovat samat, ne esittävät joitakin hienojakoisia eroja.

Siten materiaalijärjestelmän faasit ovat kiinteä aine, neste ja kaasu. Toisin sanoen, tietylle analysoitavalle kohteelle voidaan hyväksyä mikä tahansa edellisistä vaiheista.

Koska kiinteiden aineiden vuorovaikutus on kuitenkin erittäin vahva ja nämä riippuvat muuttujista, kuten paineesta ja lämpötilasta, järjestelmä voi olla erilaisilla kiinteillä faaseilla..

Yhdisteen X, joka on kiinteä huoneenlämpötilassa, on esimerkiksi vaihe I; mutta kun siihen kohdistuva paine on hyvin korkea, sen molekyylit järjestyvät uudelleen tiiviimmin, ja sitten siirtyminen tapahtuu vaiheesta I kiinteään faasiin II.

On myös muita vaiheita, kuten III ja IV, jotka johtuvat II: sta eri lämpötiloissa. Näin ollen näennäisen kiinteän faasin X: n homogeeninen materiaalijärjestelmä voi saada jopa neljä kiinteää faasia: I, II, III ja IV.

Nestemäisten ja kaasumaisten järjestelmien tapauksessa yleensä molekyylit voivat toteuttaa vain yhden vaiheen näissä aineen tiloissa. Toisin sanoen ei voi olla kaasufaasi I ja toinen II.

Vaihekaavio

Vaihekaavioita on useita: jotkut yhdelle yhdelle tai aineelle (kuten yllä olevassa kuvassa) ja toiset binäärijärjestelmille (esimerkiksi suolalle vedessä) tai kolmiosaisille (kolme komponenttia).

Kaikkein "yksinkertainen" on aineen vaihekaavio. Näin ollen hypoteettisen aineen Y osalta sen vaihe on esitetty paineen (y-akselin) ja lämpötilan (x-akseli) funktiona.

Pienillä paineilla se on kaasu, riippumatta siitä, mikä lämpötila on. Kuitenkin lisäämällä painetta Y kaasumainen kerrostuu kiinteään Y: ään.

Kriittisen pisteen yläpuolella olevissa lämpötiloissa Y-kaasu kuitenkin kondensoituu nesteeseen Y, ja jos paine kasvaa (se nousee pystysuunnassa kaavion läpi), neste jähmettyy..

Kukin viiva edustaa kahden erotusvaiheen välistä tasapainoa: kiinteä-kaasu, neste-kaasu, kiinteä-neste, neste-kiinteä ja kiinteä-neste-kaasu kolmoispisteessä.

Lisäksi kriittisestä kohdasta Y ei näy fyysistä eroa kaasufaasin ja nestefaasin välillä: se muodostaa superkriittisen nesteen..

esimerkit

- Maapallo on aineellinen järjestelmä, koska sen sisältö on kaasumainen ja siksi sillä on kemiallinen luonne; Jos kaasu on vähemmän tiheä kuin ilma, ilmapallo nousee taivaalle.

- Binäärisessä vesiöljyjärjestelmässä on kaksi vaihetta: yksi vedelle ja toinen loogisesti öljylle. Molempien joukko on heterogeeninen järjestelmä, kun taas yksittäiset kerrokset ovat homogeenisia järjestelmiä. Jos halusit purkaa öljyä, sinun on suoritettava nestemäisen nesteen uuttaminen orgaanisella ja haihtuvalla liuottimella.

- Kiinteä kiinteä järjestelmä voi koostua valkoisen sokerin ja ruskean sokerin seoksesta. Tällöin kiteiden värien ero tekee tästä tapauksesta heterogeenisen järjestelmän.

- Merivesi on toinen esimerkki homogeenisesta materiaalijärjestelmästä. Se koostuu monien ionien liukenemisesta, jotka aiheuttavat sen tyypillisen suolaisen maun. Jos merivesinäytteestä haihdutettiin säiliössä, sedimentti tässä valkoisessa suolassa.

viittaukset

  1. Järjestelmä ja sen ympäristö. Haettu 27. toukokuuta 2018 osoitteesta: chem.libretexts.org
  2. Antonio de Ulloa. Materiaalijärjestelmät [PDF]. Haettu 27. toukokuuta 2018 alkaen: 2.educarchile.cl
  3. Daniel J. Berger. (2001). Haettu 27. toukokuuta 2018 osoitteesta: bluffton.edu
  4. Kemia ja sen ympäristö. Haettu 27. toukokuuta 2018 osoitteesta: chemteam.info
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6. helmikuuta 2018). Avoin järjestelmä määritelmä kemiassa. Haettu 27. toukokuuta 2018 osoitteesta thinkco.com
  6. Glen-tutkimuskeskus. Aineen vaiheet. Haettu 27. toukokuuta 2018 alkaen: grc.nasa.gov
  7. Alison H. (15. syyskuuta 2006). Ilmapallo käynnistyy. Haettu 28.5.2018 osoitteesta: flickr.com