חומרים סיווג, שלבים ודוגמאות

ה מערכות חומר הם כל אלה המורכבים מחומר, והם מבודדים משאר היקום כדי ללמוד. החומר נמצא בכל מקום, נותן צורה ומשמעות אמיתית לתפיסות של חיי היומיום, אבל כאשר אתה רוצה ללמוד פיסת חומר, אתה מתעב את סביבתו ומדבר על מערכת החומר.

הם משתנים מאוד, שכן יש חומרים טהורים ומורכב, כמו גם מדינות שונות שלבי הצבירה. כיצד להגדיר את הגבול בין המערכת החומרית לסביבתה? הכל תלוי במשתנים הנחשבים. לדוגמה, בתמונה למטה כל שיש מתוק יכול להיות המערכת תחת מחקר.

עם זאת, אם אחד רוצה לקחת בחשבון את צבע משתנה, אז יש צורך לשקול את כל הגולות של המכונה מחלק. כי המכונה אינה עניין, זוהי הסביבה של גולות. לכן, המערכת החומרית של הדוגמה הופכת את מסת הגולות ואת תכונותיהם (להיות מסטיק, מנטה וכו ')..

עם זאת, מבחינה כימית, מערכות החומר מוגדרות כחומר טהור או בתערובת שלו, המסווגים לפי ההיבטים הפיזיים שלהם.

אינדקס

• / קפה
  • 1.1 מערכת חומר הומוגנית
  • 1.2 מערכת חומר הטרוגנית
• 2 שלבים
  • 2.1 תרשים שלב
• 3 דוגמאות
• 4 הפניות

קפה

מערכת חומר הומוגנית

החומר שנלמד יכול להראות מראה אחיד, שבו המאפיינים שלו נשארים קבועים ללא קשר המדגם מנותח. במילים אחרות: מערכת מסוג זה מאופיינת על ידי שלב אחד של חומר ממבט ראשון.

חומרים ותרכובות טהורות

אם חומר טהור מנותח, אז יימצא כי התכונות הפיסיקוכימיות חופפות באותם ערכים ותוצאות, גם אם נלקחו דגימות רבות (ובאזורים גיאוגרפיים שונים).

לדוגמה, אם מדגם של סידן הושוו לאחד מהם מאסיה, מאירופה, מאמריקה ומאמריקה, לכולם יהיו אותם מאפיינים. כך יקרה אם נלקח מדגם של פחם טהור.

מאידך גיסא, מתחם טהור מבטא גם את הנ"ל. אם היה מובטח כי לוח עשוי מחומר אחד, אז זה יהיה מסווג כמערכת חומר הומוגנית.

עם זאת, זה לא קורה עבור מדגם מינרלי, שכן באופן כללי זה נמלים זיהומים של מינרלים הקשורים אחרים, ובמקרה זה היא מערכת חומר הטרוגנית. כמו כן, אלה מערכות חומר כגון עצים, אבנים, הרים, או נהרות ליפול לתוך זה הסיווג האחרון.

פירוק

חומץ מסחרי הוא פתרון מימי של חומצה אצטית 5%; כלומר, כי 5 מ"ל של חומצה אצטית טהור להמיס 100 מ"ל של מים. עם זאת, המראה שלה הוא נוזל שקוף, אם כי במציאות זה שני תרכובות טהורות (מים חומצה אצטית) בשילוב.

מערכת חומר הטרוגנית

בניגוד להומוגניות, בסוג זה של מערכת לא המראה ולא המאפיינים קבועים, לא סדירים לאורך הארכתו.

בנוסף, הוא יכול לעבור טכניקות הפרדה פיסיקליות או כימיות, שמהן מופקים שלבים, שכל אחד מהם נחשב כמערכת הומוגנית.

שלבים

בתמונה לעיל, מצבי החומר ושינויים שלה מוצגים. אלה קשורים קשר הדוק לשלבי החומר כי, למרות שהם אותו דבר, הם מציגים כמה הבדלים מתוחכמים.

לפיכך, השלבים של מערכת החומר הם מוצקים, הנוזל והגז. כלומר, עבור נושא מסוים תחת ניתוח זה יכול לאמץ כל השלבים הקודמים.

עם זאת, בגלל האינטראקציות של מוצקים חזקים מאוד אלה תלויים משתנים כגון לחץ וטמפרטורה, מערכת עשויה או לא יכול להיות שלבים מוצקים שונים.

לדוגמה, למתחם X, מוצק בטמפרטורת החדר, יש שלב I; אבל כאשר הלחץ הנופל עליו גבוה מאוד, המולקולות שלו מתארגנות בצורה קומפקטית יותר, ואז המעבר מתרחש משלב I ועד מוצק שלב II.

יש גם שלבים אחרים, כגון III ו- IV, הנובעים מ -2 בטמפרטורות שונות. לפיכך, מערכת החומר ההומוגנית של X של שלב מוצק לכאורה יכולה לרכוש עד ארבעה שלבים מוצקים: I, II, III ו- IV.

במקרה של מערכות נוזלי וגזי, בדרך כלל מולקולות יכולות לאמץ רק שלב אחד במצבים אלה של החומר. במילים אחרות, ייתכן שלא יהיה שלב גז I ועוד II.

תרשים שלב

יש דיאגרמות פאזה רבות: חלקן עבור תרכובת אחת או חומר (כמו זו שבתמונה למעלה), ואחרים עבור מערכות בינאריות (מלח במים, למשל) או תלת-רכיבי (שלושה מרכיבים).

הכי "פשוט" של כל היא דיאגרמת פאזה של חומר. לכן, עבור החומר ההיפותטי Y השלב שלו מיוצג כפונקציה של לחץ (ציר y) וטמפרטורה (ציר x).

בלחצים נמוכים זה גז, לא משנה מה הטמפרטורה שלו. עם זאת, על ידי הגדלת הלחץ Y הגז מופקד מוצק Y.

עם זאת, בטמפרטורות מעל נקודה קריטית Y גז מתעבה ב Y נוזלי, ואם בנוסף הלחץ עולה (הוא עולה אנכית דרך התרשים), הנוזל מתקשה.

כל קו מייצג את האיזון בין שני השלבים המפרידים: גז מוצק, גז נוזלי, נוזלי מוצק, נוזלי מוצק וגז נוזלי מוצק בנקודת המשולש.

בנוסף, מנקודה קריטית Y אין הבחנה פיזית בין שלב הגז לבין השלב הנוזלי: הוא יוצר את מה שמכונה נוזל סופר קריטי.

דוגמאות

- כדור הארץ הוא מערכת חומרית, שכן תוכנו הוא גזי ולכן יש לו אופי כימי; אם הגז הוא פחות צפוף מאשר האוויר, הבלון יעלה לשמים.

- למערכת שמן המים הבינארי יש שני שלבים: אחד למים והשני, באופן הגיוני, לנפט. מערכת של שניהם היא מערכת הטרוגנית, ואילו השכבות הפרטיות הן מערכות הומוגניות. אם אתה רוצה לחלץ את השמן היית צריך לבצע מיצוי נוזלי נוזלי עם ממס אורגני נדיף.

- מערכת מוצקה מוצקה עשויה להיות מורכבת מתערובת של סוכר לבן וסוכר חום. כאן, ההבדל בצבע בין הגבישים עושה במקרה זה מערכת הטרוגנית.

- מי הים הם דוגמה נוספת למערכת חומר הומוגנית. זה מורכב פירוק של יונים רבים, אשר אחראים על טעם מלוח אופייני. אם מדגם של מי ים היו כפופים אידוי במיכל, משקעים במלח לבן זה.

הפניות

1. מערכת וסביבתה. ב -27 במאי 2018, מתוך: chem.libretexts.org
2. אנטוניו דה אולואה. מערכות חומר [PDF] ב -27 במאי 2018, מתוך: 2.educarchile.cl
3. דניאל ברגר. (2001). ב -27 במאי 2018, מתוך: bluffton.edu
4. המערכת והסביבה בכימיה. ב -27 במאי 2018, מתוך: chemteam.info
5. הלמנשטיין, אן מארי, Ph.D. (6 בפברואר 2018). פתח את הגדרת המערכת בכימיה. ב -27 במאי 2018, מתוך: thinkco.com
6. מרכז המחקר של גלן. שלבי החומר. ב -27 במאי 2018, מתוך: grc.nasa.gov
7. אליסון ה '(15 בספטמבר 2006). בלון ההשקה. אחזור ב -28 במאי 2018, מ: flickr.com