SISTEME MATERIALE: CLASIFICARE, FAZE ȘI EXEMPLE - CHIMIE - 2025

Sistemele materiale sunt cele care sunt compuse din materie și care sunt izolate de restul universului de studiat. Materia este peste tot, dând formă și sens real percepțiilor vieții de zi cu zi, dar când se dorește studierea unei porțiuni de materie, împrejurimile ei sunt disprețuite și vorbim despre un sistem material.

Sunt extrem de variabile, deoarece există materiale pure și compozite, precum și diferite stări și faze de agregare. Cum să definiți limita dintre sistemul material și împrejurimile sale? Totul depinde de variabilele care sunt luate în considerare. De exemplu, în imaginea de sub fiecare marmură de bomboane ar putea fi sistemul studiat.

Cu toate acestea, dacă variația de culoare trebuie luată în considerare, atunci este necesar să se ia în considerare toate marmura din distribuitor. Deoarece mașina nu este de interes, acesta este mediul de marmură. Astfel, sistemul material al exemplului vine să fie masa marmurilor și proprietățile acestora (fie acestea de gumă, mentă etc.).

Cu toate acestea, chimic, sistemele materiale sunt definite ca orice substanță pură sau un amestec al acestora, clasificate în funcție de aspectele lor fizice.

Clasificare

Sistem material omogen

Materia studiată poate arăta un aspect uniform, în care proprietățile sale rămân constante indiferent de proba analizată. Cu alte cuvinte: acest tip de sistem se caracterizează prin a avea o singură fază a materiei la prima vedere.

Substanță pură și compuși

Dacă se analizează o substanță pură, atunci se va constata că proprietățile fizico-chimice coincid în aceleași valori și rezultate, chiar dacă sunt prelevate multe probe (și în zone geografice diferite).

De exemplu, dacă un eșantion de calciu ar fi comparat cu unul din Asia, Europa, Africa și America, toate ar avea aceleași proprietăți. La fel s-ar întâmpla dacă s-ar lua un eșantion de carbon pur.

Pe de altă parte, un compus pur manifestă și cele menționate mai sus. Dacă s-ar garanta că o ardezie este făcută dintr-un singur material, atunci aceasta ar fi clasificată ca un sistem material omogen.

Totuși, acest lucru nu se întâmplă pentru un eșantion de minerale, deoarece, în general, protejează impuritățile din alte minerale asociate, iar pentru acest caz este un sistem material eterogen. De asemenea, acele sisteme materiale precum arborii, pietrele, munții sau râurile se încadrează în ultima clasificare.

Dizolvare

Oțetul comercial este o soluție apoasă 5% de acid acetic; adică 5 ml de acid acetic pur se dizolvă în 100 ml apă. Cu toate acestea, pare un lichid transparent, deși este de fapt doi compuși puri (apă și acid acetic) combinate.

Sistem de materiale eterogene

Spre deosebire de cel omogen, în această clasă de sistem nici aspectul, nici proprietățile nu sunt constante, fiind neregulate pe întreaga extensie a acestuia.

În plus, poate fi supus unor tehnici de separare fizică sau chimică, din care se extrag faze care sunt considerate fiecare ca un sistem omogen.

faze

Imaginea superioară arată stările materiei și modificările acestora. Acestea sunt strâns legate de fazele materiei, deoarece, deși sunt la fel, au unele diferențe subtile.

Astfel, fazele unui sistem material sunt solidul, lichidul și gazul. Adică, pentru anumite chestiuni supuse analizei, aceasta poate adopta oricare dintre fazele anterioare.

Cu toate acestea, deoarece interacțiunile în solide sunt foarte puternice și depind de variabile precum presiunea și temperatura, un sistem poate avea sau nu faze solide diferite.

De exemplu, compusul X, solid la temperatura camerei, are faza I; dar când presiunea asupra acesteia este foarte mare, moleculele sale se rearanjează într-un mod mai compact, apoi are loc o tranziție de la faza I la faza II solidă.

Există chiar și alte faze, precum III și IV, care derivă din II la temperaturi diferite. Astfel, sistemul material omogen de X dintr-o fază solidă aparentă poate dobândi până la patru faze solide: I, II, III și IV.

În cazul sistemelor lichide și gazoase, în general, moleculele pot adopta o singură fază în aceste stări ale materiei. Cu alte cuvinte, este posibil să nu existe o fază gazoasă I și o fază a gazului II.

Diagrama de faze

Există multe diagrame de fază: unele pentru un singur compus sau substanță (precum cea din imaginea de mai sus), iar altele pentru sisteme binare (o sare în apă, de exemplu) sau ternare (trei componente).

Cea mai simplă dintre toate este diagrama de fază pentru o substanță. Astfel, pentru substanța ipotetică Y, faza ei este reprezentată ca funcție a presiunii (axa y) și a temperaturii (axa x).

La presiuni mici este un gaz, indiferent de temperatura sa. Cu toate acestea, la creșterea presiunii Y gazul este depus în Y solid.

Cu toate acestea, la temperaturi peste punctul critic Y, gazul se condensează în lichid Y, iar dacă presiunea este de asemenea crescută (una se ridică vertical prin diagramă), lichidul se solidifică.

Fiecare linie reprezintă echilibrul dintre cele două faze pe care le separă: gaz solid, lichid-gaz, solid-lichid, lichid-solid și solid-lichid-gaz în punctul triplu.

În plus, din punctul critic Y nu se arată nicio distincție fizică între faza gazoasă și faza lichidă: ea formează ceea ce este cunoscut sub numele de fluid supercritic.

Exemple

- Un balon este un sistem material, deoarece conținutul său este gazos și, prin urmare, are o natură chimică; dacă gazul este mai puțin dens decât aerul, balonul se va ridica spre cer.

- Sistemul binar apă-ulei are două faze: una de apă și cealaltă, logic, de petrol. Ansamblul ambelor este sistemul eterogen, în timp ce straturile individuale sunt sisteme omogene. Dacă doriți să extrageți uleiul, va trebui să efectuați o extracție lichid-lichid cu un solvent organic și volatil.

- Un sistem solid-solid poate consta dintr-un amestec de zahăr alb și zahăr brun. Aici, diferența de culoare dintre cristale face din acest caz un sistem eterogen.

- Apa de mare este un alt exemplu de sistem material omogen. Constă într-o dizolvare a multor ioni, care sunt responsabili pentru gustul său sărat caracteristic. Dacă un eșantion de apă de mare s-ar evapora într-un recipient, s-ar instala în săruri albe.

Referințe

1. Un sistem și împrejurimile sale Preluat pe 27 mai 2018, de la: chem.libretexts.org
2. Antonio de Ulloa. Sisteme materiale. . Preluat pe 27 mai 2018, de la: 2.educarchile.cl
3. Daniel J. Berger. (2001). Preluat pe 27 mai 2018, de la: bluffton.edu
4. Sistemul și împrejurimile în chimie. Preluat pe 27 mai 2018, de la: chemteam.info
5. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (6 februarie 2018). Deschideți definiția sistemului în chimie. Preluat pe 27 mai 2018, de pe: thinkco.com
6. Centrul de cercetare Glen. Faze de materie. Preluat pe 27 mai 2018, de la: grc.nasa.gov
7. Alison H. (2006-09-15). Lansare balon Preluat pe 28 mai 2018, de pe: flickr.com