MATERIALSYSTEM: KLASSIFICERING, FASER OCH EXEMPEL - KEMI - 2026

De materiella systemen är de som består av materia och som är isolerade från resten av universum som ska studeras. Matter är överallt, vilket ger form och verklig mening till det dagliga livets uppfattningar, men när du vill studera en del av materien ignorerar du dess omgivningar och talar om ett materiellt system.

De är mycket variabla, eftersom det finns rena och sammansatta material, såväl som olika tillstånd och faser av aggregeringar. Hur definierar man gränsen mellan det materiella systemet och dess omgivningar? Det beror på de variabler som beaktas. På bilden nedan kan varje godismarmor vara systemet som studeras.

Men om färgvariabeln ska beaktas, är det nödvändigt att ta hänsyn till alla kulor i automaten. Eftersom maskinen inte är av intresse är detta kulorna i kulorna. Således kommer materialets system i exemplet att vara kulan i kulorna och deras egenskaper (vara dessa av gummi, mynta etc.).

Kemiskt definieras emellertid materialsystem som varje ren substans eller en blandning därav, klassificerad enligt deras fysiska aspekter.

Klassificering

Homogent materialsystem

Ämnet som studeras kan visa ett enhetligt utseende, där dess egenskaper förblir konstant oavsett provet som analyseras. Med andra ord: den här typen av system kännetecknas av att man bara har en fas av materia vid första anblicken.

Ren substans och föreningar

Om en ren substans analyseras, kommer det att konstateras att de fysikalisk-kemiska egenskaperna sammanfaller i samma värden och resultat, även om många prover tas (och i olika geografiska områden).

Om till exempel ett kalciumprov jämfördes med ett från Asien, Europa, Afrika och Amerika, skulle de alla ha samma egenskaper. Detsamma skulle hända om ett prov av rent kol togs.

Å andra sidan manifesterar en ren förening också ovan nämnda. Om det garanterades att en skiffer gjordes av ett enda material, skulle den klassificeras som ett homogent materialsystem.

Detta sker dock inte för ett mineralprov, eftersom det i allmänhet har föroreningar från andra tillhörande mineraler, och för detta fall är det ett heterogent materialsystem. På samma sätt faller de materiella systemen som träd, stenar, berg eller floder i den senare klassificeringen.

Upplösning

Kommersiell vinäger är en 5% -ig vattenlösning av ättiksyra; det vill säga, 5 ml ren ättiksyra löses i 100 ml vatten. Men det ser ut som en transparent vätska, även om det faktiskt är två rena föreningar (vatten och ättiksyra) tillsammans.

Heterogent materialsystem

I motsats till den homogena är varken utseendet eller egenskaperna konstant i denna systemklass, eftersom de är oregelbundna under hela dess förlängning.

Dessutom kan den underkastas fysiska eller kemiska separeringstekniker, från vilka faser extraheras som var och en betraktas som ett homogent system.

faser

Den övre bilden visar materiens tillstånd och deras förändringar. Dessa är nära besläktade med materiens faser eftersom de, även om de är desamma, har några subtila skillnader.

Faserna i ett materialsystem är således det fasta ämnet, vätskan och gasen. Det vill säga att för vissa ämnen som analyseras kan den anta vilken som helst av de tidigare faserna.

Eftersom interaktioner i fasta ämnen är mycket starka och beror på variabler såsom tryck och temperatur, kan ett system kanske inte ha olika fasta faser.

Exempelvis har förening X, fast vid rumstemperatur, fas I; men när trycket på det är mycket högt omorganiseras dess molekyler på ett mer kompakt sätt och sedan inträffar en övergång från fas I till fast fas II.

Det finns till och med andra faser, såsom III och IV, som härrör från II vid olika temperaturer. Således kan det homogena materialsystemet i X i en uppenbar fast fas erhålla upp till fyra fasta faser: I, II, III och IV.

När det gäller flytande och gasformiga system kan molekylerna i allmänhet endast anta en enda fas i dessa tillstånd av materia. Med andra ord kanske det inte finns en gasfas I och en gasfas II.

Fas diagram

Det finns många fasdiagram: några för en enda förening eller substans (som den på bilden ovan), och andra för binära system (ett salt i vatten, till exempel) eller ternär (tre komponenter).

Det "enklaste" av allt är fasdiagrammet för ett ämne. För den hypotetiska substansen Y representeras således dess fas som en funktion av tryck (y-axeln) och temperaturen (x-axeln).

Vid låga tryck är det en gas, oavsett temperatur. Vid ökning av trycket deponeras emellertid Y-gasen i fast Y.

Vid temperaturer över den kritiska punkten Y kondenseras emellertid gasen till vätska Y, och om trycket också ökas (en stiger vertikalt genom diagrammet) stelnar vätskan.

Varje linje representerar jämvikten mellan de två faserna som den separerar: fast gas, flytande gas, fast vätska, vätskeformig fast substans och fast vätskegas vid trippelpunkten.

Dessutom, från den kritiska punkten Y, visas ingen fysisk skillnad mellan gasfasen och vätskefasen: den bildar vad som kallas en superkritisk vätska.

exempel

- En ballong är ett materialsystem eftersom dess innehåll är gasformigt och därför har en kemisk karaktär; om gasen är mindre tät än luft, kommer ballongen att stiga upp till himlen.

- Det binära systemet med vatten-olja har två faser: en av vatten och den andra, logiskt, av olja. Uppsättningen av båda är det heterogena systemet, medan de enskilda skikten är homogena system. Om du ville utvinna oljan skulle du behöva utföra en vätske-vätskextraktion med ett organiskt och flyktigt lösningsmedel.

- Ett fast, fast system kan bestå av en blandning av vitsocker och brunt socker. Här gör skillnaden i färg mellan kristallerna detta fall till ett heterogent system.

- Havsvatten är ett annat exempel på ett homogent materialsystem. Det består av en upplösning av många joner, som är ansvariga för dess karakteristiska salt smak. Om ett prov av havsvatten skulle avdunsta i en behållare skulle det sätta sig i vita salter.

referenser

1. Ett system och dess omgivningar. Hämtad 27 maj 2018, från: chem.libretexts.org
2. Antonio de Ulloa. Materialsystem. . Hämtad 27 maj 2018, från: 2.educarchile.cl
3. Daniel J. Berger. (2001). Hämtad 27 maj 2018, från: bluffton.edu
4. Systemet och omgivningarna inom kemi. Hämtad 27 maj 2018, från: chemteam.info
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6 februari 2018). Öppen systemdefinition i kemi. Hämtad den 27 maj 2018 från: thoughtco.com
6. Glen Research Center. Faser av Matter. Hämtad 27 maj 2018, från: grc.nasa.gov
7. Alison H. (2006-09-15). Ballongstart. Hämtad 28 maj 2018, från: flickr.com