Phân loại vật liệu hệ thống, giai đoạn và ví dụ

các hệ thống vật liệu chúng là tất cả những thứ được cấu thành từ vật chất và được cách ly với phần còn lại của vũ trụ cần nghiên cứu. Vật chất có ở khắp mọi nơi, mang lại hình dạng và ý nghĩa thực sự cho nhận thức của cuộc sống hàng ngày, nhưng khi bạn muốn nghiên cứu một phần của vật liệu, bạn coi thường môi trường xung quanh và nói về hệ thống vật chất.

Chúng rất khác nhau, vì có các vật liệu tinh khiết và hợp chất, cũng như các trạng thái và giai đoạn tổng hợp khác nhau. Làm thế nào để xác định ranh giới giữa hệ thống vật liệu và môi trường xung quanh? Tất cả mọi thứ phụ thuộc vào các biến được xem xét. Ví dụ, trong hình ảnh bên dưới mỗi viên bi ngọt có thể là hệ thống đang được nghiên cứu.

Tuy nhiên, nếu người ta muốn tính đến màu biến, thì cần phải xem xét tất cả các viên bi của máy pha chế. Bởi vì máy không được quan tâm, đây là môi trường của các viên bi. Do đó, hệ thống vật chất của ví dụ trở thành khối lượng của viên bi và tính chất của chúng (có thể là nhai kẹo cao su, bạc hà, v.v.).

Tuy nhiên, về mặt hóa học, các hệ thống vật liệu được định nghĩa là bất kỳ chất nguyên chất hoặc hỗn hợp nào, được phân loại theo các khía cạnh vật lý của chúng.

Chỉ số

• 1 Phân loại
  • 1.1 Hệ thống vật liệu đồng nhất
  • 1.2 Hệ thống vật liệu không đồng nhất
• 2 giai đoạn
  • 2.1 Sơ đồ pha
• 3 ví dụ
• 4 tài liệu tham khảo

Phân loại

Hệ thống vật liệu đồng nhất

Các vật liệu được nghiên cứu có thể cho thấy một diện mạo đồng nhất, trong đó các tính chất của nó không đổi bất kể mẫu được phân tích. Nói cách khác: loại hệ thống này được đặc trưng bởi có một pha vật chất ngay từ cái nhìn đầu tiên.

Chất và hợp chất tinh khiết

Nếu một chất tinh khiết được phân tích, thì sẽ thấy rằng các tính chất hóa lý trùng khớp trong cùng các giá trị và kết quả, ngay cả khi nhiều mẫu được lấy (và ở các khu vực địa lý khác nhau).

Ví dụ, nếu một mẫu canxi được so sánh với một mẫu từ Châu Á, Châu Âu, Châu Phi và Châu Mỹ, tất cả chúng sẽ có cùng tính chất. Điều tương tự sẽ xảy ra nếu một mẫu than nguyên chất được lấy.

Mặt khác, một hợp chất nguyên chất cũng biểu hiện ở trên. Nếu nó được đảm bảo rằng bảng đen được làm bằng một vật liệu duy nhất, thì nó sẽ được phân loại là một hệ thống vật liệu đồng nhất.

Tuy nhiên, điều này không xảy ra đối với một mẫu khoáng sản, vì nói chung, nó chứa các tạp chất từ ​​các khoáng chất liên quan khác, và trong trường hợp này là một hệ thống vật liệu không đồng nhất. Ngoài ra, các hệ thống vật chất như cây, đá, núi hoặc sông rơi vào phân loại cuối cùng này.

Giải thể

Giấm thương mại là dung dịch axit axetic 5%; nghĩa là, 5 ml axit axetic tinh khiết hòa tan trong 100 mL nước. Tuy nhiên, sự xuất hiện của nó là một chất lỏng trong suốt, mặc dù trong thực tế, nó là hai hợp chất tinh khiết (nước và axit axetic) kết hợp.

Hệ thống vật liệu không đồng nhất

Trái ngược với sự đồng nhất, trong loại hệ thống này, cả ngoại hình lẫn tính chất đều không đổi, không đều dọc theo phần mở rộng của nó.

Ngoài ra, nó có thể trải qua các kỹ thuật tách vật lý hoặc hóa học, từ đó các pha được chiết xuất, mỗi pha được coi là một hệ thống đồng nhất.

Các giai đoạn

Trong hình trên, trạng thái của vật chất và những thay đổi của nó được hiển thị. Chúng liên quan chặt chẽ với các giai đoạn của vật chất bởi vì, mặc dù chúng giống nhau, chúng thể hiện một số khác biệt tinh tế.

Do đó, các pha của một hệ vật liệu là chất rắn, chất lỏng và chất khí. Đó là, đối với một đối tượng cụ thể được phân tích, điều này có thể áp dụng bất kỳ giai đoạn nào trước đó.

Tuy nhiên, vì các tương tác trong chất rắn rất mạnh và chúng phụ thuộc vào các biến như áp suất và nhiệt độ, một hệ thống có thể có hoặc không có các pha rắn khác nhau.

Ví dụ, hợp chất X, chất rắn ở nhiệt độ phòng, có pha I; nhưng khi áp suất rơi vào nó rất cao, các phân tử của nó sắp xếp lại gọn hơn, và sau đó một sự chuyển đổi xảy ra từ pha I sang pha II.

Thậm chí có những pha khác, chẳng hạn như III và IV, xuất phát từ II ở các nhiệt độ khác nhau. Do đó, hệ vật liệu đồng nhất của X của pha rắn rõ ràng có thể thu được tới bốn pha rắn: I, II, III và IV.

Trong trường hợp hệ thống chất lỏng và khí, nói chung các phân tử chỉ có thể áp dụng một pha duy nhất trong các trạng thái vật chất này. Nói cách khác, có thể không có pha khí I và II khác.

Sơ đồ pha

Có nhiều sơ đồ pha: một số cho một hợp chất hoặc một chất (như một trong hình trên) và một số khác cho các hệ nhị phân (ví dụ như muối trong nước) hoặc ternary (ba thành phần).

"Đơn giản" nhất trong tất cả là sơ đồ pha cho một chất. Do đó, đối với chất giả thuyết Y, pha của nó được biểu diễn dưới dạng hàm của áp suất (trục y) và nhiệt độ (trục x).

Ở áp suất thấp, nó là một chất khí, bất kể nhiệt độ của nó là bao nhiêu. Tuy nhiên, bằng cách tăng áp suất khí Y được lắng đọng trong chất rắn Y.

Tuy nhiên, ở nhiệt độ trên điểm tới hạn của khí Y ngưng tụ trong chất lỏng Y, và nếu thêm vào đó áp suất tăng (nó tăng theo chiều dọc thông qua sơ đồ), chất lỏng đông đặc lại.

Mỗi dòng đại diện cho sự cân bằng giữa hai giai đoạn phân tách: rắn-khí, lỏng-lỏng, rắn-lỏng, lỏng-rắn và rắn-lỏng-khí ở điểm ba.

Ngoài ra, từ điểm tới hạn Y, không có sự phân biệt vật lý nào được thể hiện giữa pha khí và pha lỏng: nó tạo thành thứ gọi là chất lỏng siêu tới hạn.

Ví dụ

- Một quả địa cầu là một hệ thống vật chất, vì nội dung của nó là khí và do đó, có bản chất hóa học; Nếu khí nhỏ hơn không khí, khinh khí cầu sẽ bay lên trời.

- Hệ thống dầu-nước nhị phân có hai giai đoạn: một cho nước và một giai đoạn, theo logic, cho dầu. Tập hợp của cả hai là hệ không đồng nhất, trong khi các lớp riêng lẻ là hệ thống đồng nhất. Nếu bạn muốn chiết xuất dầu, bạn cần thực hiện chiết xuất lỏng-lỏng với dung môi hữu cơ và dễ bay hơi.

- Một hệ thống rắn-rắn có thể bao gồm một hỗn hợp của đường trắng và đường nâu. Ở đây, sự khác biệt về màu sắc giữa các tinh thể làm cho trường hợp này trở thành một hệ thống không đồng nhất.

- Nước biển là một ví dụ khác về hệ thống vật liệu đồng nhất. Nó bao gồm một sự hòa tan của nhiều ion, chịu trách nhiệm cho vị mặn đặc trưng của nó. Nếu một mẫu nước biển bị bay hơi trong một thùng chứa, thì trầm tích trong muối trắng này.

Tài liệu tham khảo

1. Một hệ thống và xung quanh nó. Truy cập ngày 27 tháng 5 năm 2018, từ: chem.libretexts.org
2. Antonio de Ulloa. Hệ thống vật liệu [PDF] Truy cập ngày 27 tháng 5 năm 2018, từ: 2.educarchile.cl
3. Daniel J. Berger. (2001). Truy cập ngày 27 tháng 5 năm 2018, từ: bluffton.edu
4. Hệ thống và môi trường xung quanh trong hóa học. Truy cập ngày 27 tháng 5 năm 2018, từ: chemteam.info
5. Helmenstine, Anne Marie, Tiến sĩ (Ngày 6 tháng 2 năm 2018). Định nghĩa hệ thống mở trong Hóa học. Truy cập ngày 27 tháng 5 năm 2018, từ: thinkco.com
6. Trung tâm nghiên cứu Glen. Các pha của vật chất. Truy cập ngày 27 tháng 5 năm 2018, từ: grc.nasa.gov
7. Alison H. (ngày 15 tháng 9 năm 2006). Ra mắt khinh khí cầu. Truy cập ngày 28 tháng 5 năm 2018, từ: flickr.com