ANYAGRENDSZEREK: OSZTÁLYOZÁS, FÁZISOK ÉS PÉLDÁK - KÉMIA - 2026

Az anyagi rendszerek azok, amelyek anyagból állnak és el vannak választva a vizsgált univerzum többi részétől. Az anyag mindenhol megtalálható, formát és valódi jelentést adva a mindennapi élet észleléseinek, de amikor az anyag egy részét kívánjuk tanulmányozni, annak környezetét megveszik, és anyagi rendszerről beszélünk.

Nagyon változóak, mivel vannak tiszta és kompozit anyagok, valamint az aggregációk különböző állapota és fázisa. Hogyan határozzuk meg az anyagrendszer és a környezetének határát? Minden a figyelembe vett változóktól függ. Például az alatti képen minden édességmárvány lehet a vizsgált rendszer.

Ha azonban figyelembe kell venni a színváltozót, akkor az automata összes gömbjét figyelembe kell venni. Mivel a gép nem érdekli, ez a gömbök környezete. Így a példa anyagi rendszere a márványok tömege és tulajdonságai (legyen az a gumi, menta stb.).

Azonban kémiai szempontból az anyagrendszereket bármilyen tiszta anyagnak vagy ezek keverékének definiálják, fizikai szempontból osztályozva.

Osztályozás

Homogén anyagrendszer

A vizsgált anyag egységes megjelenést mutathat, amelyben tulajdonságai változatlanok maradnak, az analizált mintától függetlenül. Más szavakkal: ezt a fajta rendszert az jellemzi, hogy első pillantásra csak az anyag egy fázisa van.

Tiszta anyag és vegyületek

Ha tiszta anyagot elemeznek, akkor kiderül, hogy a fizikai-kémiai tulajdonságok ugyanazon értékekkel és eredményekkel egybeesnek, még akkor is, ha sok mintát vesznek (és különböző földrajzi területeken).

Például, ha egy kalciummintát összehasonlítanánk Ázsiából, Európából, Afrikából és Amerikából, akkor mindegyikük azonos tulajdonságokkal rendelkezik. Ugyanez történne, ha tiszta szénből mintát vesznének.

Másrészt egy tiszta vegyület szintén nyilvánul meg a fentiekben. Ha garantálnánk, hogy a pala egyetlen és egyetlen anyagból készül, akkor azt homogén anyagrendszerként sorolják be.

Ugyanakkor ez nem történik meg egy ásványminta esetében, mivel általában más kapcsolódó ásványok szennyeződéseit tárolja, és ebben az esetben heterogén anyagrendszer. Hasonlóképpen, az anyagi rendszerek, mint például a fák, kövek, hegyek vagy folyók, utóbbi osztályozásba tartoznak.

Pusztulás

A kereskedelmi ecet ecetsav 5% -os vizes oldata; vagyis 5 ml tiszta ecetsavat feloldunk 100 ml vízben. Átlátszó folyadéknak tűnik, annak ellenére, hogy valójában két tiszta vegyület (víz és ecetsav) kombinálva van.

Heterogén anyagrendszer

A homogén rendszerrel ellentétben ebben a rendszerosztályban sem a megjelenés, sem a tulajdonságok nem állandóak, teljes kiterjesztése során szabálytalanok.

Ezenkívül fizikai vagy kémiai elválasztási technikáknak is alávethetők, amelyekből olyan fázisokat vonnak ki, amelyeket homogén rendszernek tekintnek.

fázisai

A felső kép az anyag állapotát és azok változásait mutatja. Ezek szorosan kapcsolódnak az anyag fázisaihoz, mert bár ezek azonosak, vannak apró különbségeik.

Tehát az anyagrendszer fázisa a szilárd anyag, a folyadék és a gáz. Vagyis az elemzésre kerülő bizonyos kérdésekben az előző szakaszok bármelyikét átveheti.

Mivel azonban a szilárd anyagok kölcsönhatása nagyon erős, és olyan változóktól függ, mint a nyomás és a hőmérséklet, a rendszernek lehetnek különböző szilárd fázisai is.

Például a szobahőmérsékleten szilárd X vegyületnek I fázisa van; de amikor a nyomás nagyon magas, a molekulái kompaktabb módon átrendeződnek, és ezután az I. fázistól a II.

Vannak még más fázisok is, például a III és a IV, amelyek a II hőmérséklettől származnak különböző hőmérsékleteken. Így egy látszólagos szilárd fázis X homogén anyagrendszere akár négy szilárd fázist is megszerezhet: I, II, III és IV.

Folyékony és gáz-halmazállapotú rendszerek esetén a molekulák általában csak egy fázist vehetnek fel az anyag ilyen állapotában. Más szavakkal, lehet, hogy nem létezik I. gázfázis és II gázfázis.

Fázisdiagram

Számos fázisdiagram van: néhány egyetlen vegyülethez vagy anyaghoz (mint például a fenti képen), mások bináris rendszerekhez (például só a vízben) vagy háromkomponensűek (három komponens).

A "legegyszerűbb" az anyag fázisdiagramja. Így az Y hipotetikus anyag fázisa a nyomás (y tengely) és a hőmérséklet (x tengely) függvényében van ábrázolva.

Alacsony nyomáson ez gáz, hőmérséklettől függetlenül. A nyomás növelésekor azonban az Y gáz lerakódik a szilárd Y-ben.

Az Y kritikus pont feletti hőmérsékleten azonban a gáz Y folyadékká kondenzálódik, és ha a nyomást is növelik (az ábra függőlegesen emelkedik), a folyadék megszilárdul.

Mindegyik vonal képviseli az elválasztott két fázis közötti egyensúlyt: szilárd gáz, folyékony gáz, szilárd folyadék, folyékony szilárd és szilárd folyadék gáz a hármas pontban.

Ezenkívül az Y kritikus ponttól nem mutat fizikai különbséget a gázfázis és a folyadék fázis között: ez szuperkritikus folyadékként ismert.

Példák

- A ballon anyagrendszer, mivel tartalma gáznemű, ennélfogva kémiai jellegű; ha a gáz kevésbé sűrű, mint a levegő, a ballon az ég felé emelkedik.

- A víz-olaj bináris rendszernek két fázisa van: az egyik a víz, a másik pedig logikusan az olaj. Mindkettő heterogén rendszer, míg az egyes rétegek homogén rendszerek. Ha az olajat ki akarja vonni, folyadék-folyadék extrahálást kell végezni egy szerves és illékony oldószerrel.

- A szilárd-szilárd rendszer fehér cukor és barna cukor keverékéből állhat. A kristályok színbeli különbsége ebben az esetben heterogén rendszert jelent.

- A tengervíz egy másik példa a homogén anyagrendszerre. Számos ion feloldódásából áll, amelyek felelősek a jellegzetes sós ízért. Ha egy tengervíz-minta elpárologna egy tartályban, akkor a fehér sók leülepednek.

Irodalom

1. Rendszer és környezete. Visszakeresve: 2018. május 27-én, a következő címen: chem.libretexts.org
2. Antonio de Ulloa. Anyagrendszerek.. Visszakeresve: 2018. május 27-én, a következő címből: 2.educarchile.cl
3. Daniel J. Berger. (2001). Visszakeresve: 2018. május 27-én, a bluffton.edu webhelyről
4. A kémia rendszere és környéke. Visszakeresve: 2018. május 27-én, a következő címen: chemteam.info
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. február 6). Nyílt rendszerdefiníció a kémiában. Letöltve: 2018. május 27-én, a következő helyről: gondolat.com
6. Glen Kutatóközpont. Az anyag fázisa. Visszakeresve: 2018. május 27-én, a következő helyről: grc.nasa.gov
7. Alison H. (2006-09-15). Léggömb indítása. Letöltve: 2018. május 28-án, a következő helyről: flickr.com