Plik systemy materiałowe Są to wszystkie te, które składają się z materii i są odizolowane od reszty wszechświata, który ma być badany. Materia jest wszędzie, nadając formę i realne znaczenie percepcjom codziennego życia, ale kiedy chcesz studiować część materii, pogardza się jej otoczeniem i mówimy o systemie materialnym..
Są bardzo zmienne, ponieważ występują materiały czyste i kompozytowe, a także różne stany i fazy agregacji. Jak zdefiniować granicę między systemem materialnym a jego otoczeniem? Wszystko zależy od rozważanych zmiennych. Na przykład na poniższym obrazku każda kulka cukierków może być badanym systemem..
Jeśli jednak ma być brana pod uwagę zmienna kolorystyczna, należy wziąć pod uwagę wszystkie kulki w automacie. Ponieważ maszyna nie jest interesująca, to jest środowisko kulek. Tak więc system materiałowy przykładu staje się masą kulek i ich właściwościami (np. Gumy do żucia, mięty itp.).
Jednak pod względem chemicznym systemy materiałowe definiuje się jako każdą czystą substancję lub ich mieszaninę, sklasyfikowaną zgodnie z ich aspektami fizycznymi..
Indeks artykułów
Badana materia może mieć jednolity wygląd, w którym jej właściwości pozostają niezmienne niezależnie od analizowanej próbki. Innymi słowy: ten rodzaj systemu charakteryzuje się tym, że na pierwszy rzut oka występuje tylko jedna faza materii.
Jeśli przeanalizowana zostanie czysta substancja, okaże się, że właściwości fizykochemiczne pokrywają się w tych samych wartościach i wynikach, nawet jeśli pobieranych jest wiele próbek (i na różnych obszarach geograficznych)..
Na przykład, gdyby porównać próbkę wapnia z próbką z Azji, Europy, Afryki i Ameryki, wszystkie miałyby takie same właściwości. To samo by się stało, gdyby pobrano próbkę czystego węgla.
Z drugiej strony czysty związek również przejawia powyższe. Gdyby było zagwarantowane, że łupek jest wykonany z jednego i jednego materiału, zostałby sklasyfikowany jako jednorodny system materiałowy.
Jednak nie ma to miejsca w przypadku próbki minerału, ponieważ na ogół zawiera ona zanieczyszczenia z innych powiązanych minerałów, aw tym przypadku jest to niejednorodny układ materiałowy. Podobnie systemy materialne, takie jak drzewa, kamienie, góry czy rzeki, mieszczą się w tej ostatniej klasyfikacji..
Ocet handlowy to 5% wodny roztwór kwasu octowego; to znaczy 5 ml czystego kwasu octowego rozpuszcza się w 100 ml wody. Jednak wygląda jak przezroczysta ciecz, chociaż w rzeczywistości jest to połączenie dwóch czystych związków (wody i kwasu octowego).
W przeciwieństwie do jednorodnego systemu, w tej klasie systemu ani wygląd, ani właściwości nie są stałe, są nieregularne w całej swojej rozciągłości..
Ponadto może być poddawany fizycznym lub chemicznym technikom separacji, z których ekstrahuje się fazy, które są uważane za system jednorodny..
Górny obraz przedstawia stany materii i ich zmiany. Są one ściśle związane z fazami materii, ponieważ chociaż są takie same, przedstawiają pewne subtelne różnice..
W takim przypadku fazy systemu materiałowego są stałe, ciekłe i gazowe. Innymi słowy, dla określonej materii poddanej analizie może przyjąć dowolną z poprzednich faz.
Ponieważ jednak interakcje w ciałach stałych są bardzo silne i zależą od zmiennych, takich jak ciśnienie i temperatura, system może mieć różne fazy stałe lub nie..
Na przykład, związek X, stały w temperaturze pokojowej, ma fazę I; ale gdy ciśnienie na nią jest bardzo wysokie, jej cząsteczki przestawiają się w bardziej zwarty sposób, a następnie następuje przejście z fazy I do fazy stałej II..
Istnieją nawet inne fazy, takie jak III i IV, które wywodzą się z II w różnych temperaturach. Zatem jednorodny system materiałowy X pozornej fazy stałej może obejmować do czterech faz stałych: I, II, III i IV.
W przypadku układów ciekłych i gazowych na ogół cząsteczki mogą przyjąć tylko jedną fazę w tych stanach skupienia. Innymi słowy, może nie być fazy gazowej I i fazy gazowej II..
Istnieje wiele diagramów fazowych: niektóre dla pojedynczego związku lub substancji (jak na powyższym obrazku), a inne dla układów dwuskładnikowych (na przykład sól w wodzie) lub trójskładnikowych (trzy składniki).
Najprostszym ze wszystkich jest diagram fazowy substancji. Zatem dla hipotetycznej substancji Y jej faza jest reprezentowana jako funkcja ciśnienia (oś y) i temperatury (oś x).
Przy niskich ciśnieniach jest gazem niezależnie od temperatury. Jednak przy zwiększaniu ciśnienia Y gaz osadza się w postaci stałej Y.
Jednak w temperaturach powyżej punktu krytycznego Y gaz skrapla się w ciecz Y, a jeśli ciśnienie również wzrasta (wznosi się pionowo przez wykres), ciecz krzepnie.
Każda linia przedstawia równowagę między dwiema fazami, które oddziela: gaz stały, gaz płynny, ciało stałe-ciecz, ciecz-ciało stałe i ciało stałe-ciecz-gaz w punkcie potrójnym.
Ponadto od punktu krytycznego Y nie widać fizycznego rozróżnienia między fazą gazową a fazą ciekłą: tworzy ona tzw. Płyn nadkrytyczny..
- Balon jest systemem materiałowym, ponieważ jego zawartość jest gazowa, a zatem ma charakter chemiczny; jeśli gaz jest mniej gęsty niż powietrze, balon uniesie się w niebo.
- Podwójny układ woda-olej ma dwie fazy: jedną z wody i drugą, logicznie rzecz biorąc, z oleju. Zbiór obu to układ niejednorodny, natomiast poszczególne warstwy to układy jednorodne. Jeśli chcesz wyekstrahować olej, musisz przeprowadzić ekstrakcję ciecz-ciecz organicznym i lotnym rozpuszczalnikiem..
- System ciało stałe-ciało stałe może składać się z mieszaniny cukru białego i brązowego. Tutaj różnica w kolorze między kryształami sprawia, że jest to układ niejednorodny.
- Woda morska jest kolejnym przykładem jednorodnego systemu materiałowego. Składa się z roztworu wielu jonów, które odpowiadają za jego charakterystyczny słony smak. Gdyby próbka wody morskiej wyparowała w pojemniku, osadziłaby w niej białe sole..
Jeszcze bez komentarzy