Klasifikace systémů, fáze a příklady



materiálové systémy jsou to všechny, které jsou složeny z hmoty a které jsou izolovány od zbytku vesmíru, který má být studován. Hmota je všude, dává tvar a skutečný význam vnímání každodenního života, ale když chcete studovat kus materiálu, pohrdáte okolím a hovoříte o hmotném systému.

Jsou velmi variabilní, protože existují čisté a složené materiály, stejně jako různé stavy a agregační fáze. Jak definovat hranici mezi hmotným systémem a jeho okolím? Vše záleží na proměnných, které jsou zvažovány. Například na obrázku pod každým sladkým mramorem může být studovaný systém.

Pokud však chceme vzít v úvahu variabilní barvu, pak je nutné vzít v úvahu všechny kuličky dávkovacího stroje. Protože stroj není zajímavý, je to prostředí kuliček. Materiálový systém příkladu se tak stává hmotností kuliček a jejich vlastnostmi (žvýkačky, máta atd.).

Chemicky jsou však materiálové systémy definovány jako jakékoliv čisté látky nebo jejich směsi, klasifikované podle jejich fyzikálních aspektů.

Index

  • 1 Klasifikace
    • 1.1 Homogenní materiálový systém
    • 1.2 Heterogenní systém materiálů
  • 2 Fáze
    • 2.1 Fázový diagram
  • 3 Příklady
  • 4 Odkazy

Klasifikace

Homogenní materiálový systém

Studovaný materiál může vykazovat jednotný vzhled, ve kterém jeho vlastnosti zůstávají konstantní bez ohledu na analyzovaný vzorek. Jinými slovy: tento druh systému je charakterizován tím, že má na první pohled jednu fázi hmoty.

Látka a čisté sloučeniny

Pokud se analyzuje čistá látka, pak se zjistí, že fyzikálně-chemické vlastnosti se shodují ve stejných hodnotách a výsledcích, i když se odebírá mnoho vzorků (a v různých zeměpisných oblastech)..

Pokud by například vzorek vápníku byl srovnáván se vzorkem z Asie, Evropy, Afriky a Ameriky, měli by všechny stejné vlastnosti. Totéž by se stalo, kdyby byl odebrán vzorek čistého uhlí.

Na druhé straně čistá sloučenina také vykazuje výše uvedené. Pokud by bylo zaručeno, že tabule je vyrobena z jediného materiálu, pak by byla klasifikována jako homogenní materiálový systém.

To však nenastává u minerálního vzorku, protože obecně obsahuje nečistoty z jiných souvisejících minerálů a v tomto případě se jedná o heterogenní materiálový systém. Také tyto materiálové systémy, jako jsou stromy, kameny, hory nebo řeky, spadají do této poslední klasifikace.

Rozpuštění

Komerční ocet je vodný roztok 5% kyseliny octové; to znamená, že 5 ml čisté kyseliny octové se rozpustí ve 100 ml vody. Nicméně, jeho vzhled je průhledná kapalina, ačkoli ve skutečnosti to jsou dvě čisté sloučeniny (voda a kyselina octová) spojený.

Heterogenní materiálový systém

Na rozdíl od homogenní, v tomto druhu systému ani vzhled, ani vlastnosti nejsou konstantní, jsou nepravidelné podél jeho prodloužení.

Kromě toho se může podrobit fyzikálním nebo chemickým separačním technikám, z nichž se extrahují fáze, z nichž každá se považuje za homogenní systém..

Fáze

Na obrázku výše jsou zobrazeny stavy hmoty a její změny. Ty úzce souvisejí s fázemi hmoty, protože i když jsou stejné, představují určité jemné rozdíly.

Fáze systému materiálu jsou tedy pevná látka, kapalina a plyn. To znamená, že pro konkrétní předmět, který je předmětem analýzy, to může přijmout kteroukoli z předchozích fází.

Protože však interakce v pevných látkách jsou velmi silné a závisí na proměnných, jako je tlak a teplota, systém může nebo nemusí mít různé pevné fáze.

Například sloučenina X, pevná při teplotě místnosti, má fázi I; ale když tlak, který dopadne na něj, je velmi vysoký, jeho molekuly se přeskupují kompaktněji a pak dochází k přechodu z fáze I do pevné fáze II.

Existují i ​​jiné fáze, jako například III a IV, které pocházejí z II při různých teplotách. Homogenní systém materiálu X zjevné pevné fáze tak může získat až čtyři pevné fáze: I, II, III a IV.

V případě kapalných a plynných systémů mohou obecně molekuly v těchto stavech hmoty přijmout pouze jednu fázi. Jinými slovy, nemusí existovat plynná fáze I a druhá II.

Fázový diagram

Tam je mnoho fázových diagramů: někteří pro jednu sloučeninu nebo substanci (jako ten na obrázku nahoře), a jiní pro binární systémy (sůl ve vodě, například) nebo ternární (tři komponenty) \ t.

Nejjednodušší ze všech je fázový diagram látky. Pro hypotetickou látku Y je tedy její fáze reprezentována jako funkce tlaku (osa y) a teploty (osa x).

Při nízkém tlaku je to plyn, bez ohledu na jeho teplotu. Zvýšením tlaku se však plynný plyn Y nanese v pevné látce Y.

Avšak při teplotách nad kritickým bodem Y plyn kondenzuje v kapalině Y, a pokud se navíc zvyšuje tlak (stoupá vertikálně skrz diagram), kapalina tuhne.

Každý řádek představuje rovnováhu mezi oběma fázemi, které se oddělují: pevný plyn, kapalina-plyn, tuhá kapalina, kapalina-pevná látka a kapalina-kapalina-plyn v trojitém bodě.

Navíc, od kritického bodu Y není vidět žádné fyzické rozlišení mezi plynnou fází a kapalnou fází: tvoří to, co je známé jako nadkritická tekutina.

Příklady

- Glóbus je hmotný systém, protože jeho obsah je plynný, a proto má chemickou povahu; Pokud je plyn méně hustý než vzduch, balón se zvedne k obloze.

- Systém binárních vodních olejů má dvě fáze: jednu pro vodu a druhou logicky pro olej. Soubor obou je heterogenní systém, zatímco jednotlivé vrstvy jsou homogenní. Pokud byste chtěli olej extrahovat, museli byste provést extrakci kapalina-kapalina s organickým a těkavým rozpouštědlem.

- Systém tuhá látka může sestávat ze směsi bílého cukru a hnědého cukru. Rozdíl mezi krystaly činí tento případ heterogenním systémem.

- Mořská voda je dalším příkladem homogenního materiálového systému. Skládá se z rozpuštění mnoha iontů, které jsou zodpovědné za jeho charakteristickou slanou chuť. Pokud se vzorek mořské vody podrobí odpařování v nádobě, usadí se v této bílé soli.

Odkazy

  1. Systém a jeho okolí. Získáno 27. května 2018, z: chem.libretexts.org
  2. Antonio de Ulloa. Materiálové systémy [PDF] Získáno 27. května 2018, z: 2.educarchile.cl
  3. Daniel J. Berger. (2001). Získáno 27. května 2018, od: bluffton.edu
  4. Systém a okolí v chemii. Získáno dne 27. května 2018, z: chemteam.info
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6. února 2018). Definice otevřeného systému v chemii. Získáno 27. května 2018, z: thoughtco.com
  6. Výzkumné centrum Glen. Fáze hmoty. Získáno 27. května 2018, z: grc.nasa.gov
  7. Alison H. (15. září 2006). Balloon Launch. Získáno dne 28. května 2018, z: flickr.com