MALZEME SISTEMLERI: SINIFLANDIRMA, AŞAMALAR VE ÖRNEKLER - KIMYA - 2024

Malzeme sistemleri maddeden oluşur ve burada incelenmesi gereken evrenin geri kalanından izole edilir olanlardır. Madde her yerdedir, günlük yaşamın algılarına biçim ve gerçek anlam verir, ancak maddenin bir bölümünü incelemek istediğinizde, çevresini görmezden gelir ve maddi bir sistemden söz edersiniz.

Saf ve kompozit materyallerin yanı sıra farklı kümelenme durumları ve aşamaları olduğundan oldukça değişkendirler. Malzeme sistemi ve çevresi arasındaki sınır nasıl tanımlanır? Her şey, dikkate alınan değişkenlere bağlıdır. Örneğin, aşağıdaki resimde her bir şeker mermeri üzerinde çalışılan sistem olabilir.

Ancak renk değişkeni dikkate alınacaksa, satış makinesindeki tüm mermerleri dikkate almak gerekir. Makine ilgi konusu olmadığı için bu mermerlerin ortamıdır. Böylece, örneğin malzeme sistemi, mermerlerin kütlesi ve özellikleri (sakız, nane, vb.) Olur.

Bununla birlikte, kimyasal olarak malzeme sistemleri, fiziksel yönlerine göre sınıflandırılan herhangi bir saf madde veya bunların bir karışımı olarak tanımlanır.

sınıflandırma

Homojen malzeme sistemi

İncelenmekte olan konu, analiz edilen numuneye bakılmaksızın özelliklerinin sabit kaldığı tek tip bir görünüm gösterebilir. Başka bir deyişle: bu tür bir sistem, ilk bakışta maddenin yalnızca bir aşamasına sahip olmasıyla karakterize edilir.

Saf madde ve bileşikler

Saf bir madde analiz edilirse, fizikokimyasal özelliklerin, çok sayıda numune alınsa bile (ve farklı coğrafi bölgelerde) aynı değerler ve sonuçlarla örtüştüğü görülecektir.

Örneğin, bir kalsiyum numunesi Asya, Avrupa, Afrika ve Amerika'dan bir kalsiyum numunesi ile karşılaştırılsaydı, hepsi aynı özelliklere sahip olurdu. Aynı şey, saf karbon numunesi alınırsa da olur.

Öte yandan, saf bir bileşik de yukarıda belirtilenleri gösterir. Bir arduvazın tek ve tek malzemeden yapıldığı garantilenmiş olsaydı, homojen bir malzeme sistemi olarak sınıflandırılırdı.

Bununla birlikte, bu bir mineral numunesi için olmaz, çünkü genel olarak diğer ilgili minerallerden gelen safsızlıkları barındırır ve bu durumda heterojen bir malzeme sistemidir. Benzer şekilde, ağaçlar, taşlar, dağlar veya nehirler gibi bu maddi sistemler ikinci sınıflamaya girer.

çözünme

Ticari sirke,% 5 sulu asetik asit çözeltisidir; yani 5 mL saf asetik asit 100 mL suda çözülür. Bununla birlikte, aslında iki saf bileşiğin (su ve asetik asit) birleşik olmasına rağmen, şeffaf bir sıvıya benziyor.

Heterojen malzeme sistemi

Homojen olanın aksine, bu sistem sınıfında ne görünüm ne de özellikler sabit değildir ve uzantısı boyunca düzensizdir.

Ayrıca her biri homojen sistem olarak kabul edilen fazların çıkarıldığı fiziksel veya kimyasal ayırma tekniklerine de tabi tutulabilir.

Aşamaları

Üstteki resim maddenin durumlarını ve değişimlerini gösterir. Bunlar maddenin evreleri ile yakından ilişkilidir çünkü aynı olsalar da bazı ince farklılıkları vardır.

Dolayısıyla, bir malzeme sisteminin fazları katı, sıvı ve gazdır. Yani analize tabi olan belirli bir konu için önceki aşamalardan herhangi birini benimseyebilir.

Bununla birlikte, katı maddelerdeki etkileşimler çok güçlü olduğundan ve bunlar basınç ve sıcaklık gibi değişkenlere bağlı olduğundan, bir sistem farklı katı fazlara sahip olabilir veya olmayabilir.

Örneğin, oda sıcaklığında katı olan bileşik X, faz I'e sahiptir; ancak üzerindeki basınç çok yüksek olduğunda, molekülleri daha kompakt bir şekilde yeniden düzenlenir ve ardından faz I'den katı faz II'ye geçiş gerçekleşir.

II'den farklı sıcaklıklarda türeyen III ve IV gibi başka fazlar bile vardır. Dolayısıyla, görünür bir katı fazın X'in homojen malzeme sistemi, dört katı faza kadar elde edebilir: I, II, III ve IV.

Sıvı ve gazlı sistemler söz konusu olduğunda, genellikle moleküller maddenin bu hallerinde yalnızca tek bir faz alabilir. Diğer bir deyişle, bir gaz fazı I ve bir gaz fazı II olmayabilir.

Faz diyagramı

Birçok faz diyagramı vardır: bazıları tek bir bileşik veya madde için (yukarıdaki görüntüdeki gibi) ve diğerleri ikili sistemler (örneğin sudaki bir tuz) veya üçlü (üç bileşen) için.

Hepsinden "en basiti", bir maddenin faz diyagramıdır. Bu nedenle, varsayımsal Y maddesi için fazı, basınç (y ekseni) ve sıcaklığın (x ekseni) bir fonksiyonu olarak temsil edilir.

Düşük basınçlarda, sıcaklığından bağımsız olarak bir gazdır. Bununla birlikte, basıncı arttırırken Y gazı katı Y'de biriktirilir.

Bununla birlikte, kritik Y noktasının üzerindeki sıcaklıklarda, gaz sıvı Y'ye yoğunlaşır ve eğer basınç da arttırılırsa (diyagram üzerinden dikey olarak yükselir), sıvı katılaşır.

Her çizgi, ayırdığı iki faz arasındaki dengeyi temsil eder: üçlü noktada katı-gaz, sıvı-gaz, katı-sıvı, sıvı-katı ve katı-sıvı-gaz.

Ek olarak, kritik Y noktasından, gaz fazı ile sıvı faz arasında hiçbir fiziksel ayrım gösterilmez: süper kritik sıvı olarak bilinen şeyi oluşturur.

Örnekler

- Balon, içeriği gaz olduğundan ve bu nedenle kimyasal bir yapıya sahip olduğundan maddi bir sistemdir; gaz havadan daha az yoğunsa, balon gökyüzüne yükselir.

- Su-yağ ikili sisteminin iki aşaması vardır: biri su ve diğeri mantıksal olarak yağ. Her ikisinin kümesi heterojen sistemdir, tek tek katmanlar ise homojen sistemlerdir. Yağı çıkarmak istiyorsanız, organik ve uçucu bir çözücü ile sıvı-sıvı ekstraksiyonu yapmanız gerekir.

- Katı-katı bir sistem, beyaz şeker ve esmer şeker karışımından oluşabilir. Burada kristaller arasındaki renk farkı, bu durumu heterojen bir sistem haline getiriyor.

- Deniz suyu, homojen malzeme sistemine bir başka örnektir. Karakteristik tuzlu tadından sorumlu olan birçok iyonun çözünmesinden oluşur. Bir deniz suyu numunesi bir kapta buharlaşırsa, beyaz tuzlara çöker.

Referanslar

1. Bir Sistem ve Çevresi. 27 Mayıs 2018'de chem.libretexts.org adresinden alındı.
2. Antonio de Ulloa. Malzeme sistemleri. . 27 Mayıs 2018'de 2.educarchile.cl adresinden erişildi.
3. Daniel J. Berger. (2001). 27 Mayıs 2018'de blöfton.edu'dan alındı
4. Kimyada Sistem ve Çevre. 27 Mayıs 2018'de, chemteam.info adresinden alındı
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6 Şubat 2018). Kimyada Açık Sistem Tanımı. 27 Mayıs 2018'de, düşünceco.com adresinden alındı.
6. Glen Araştırma Merkezi. Maddenin Aşamaları. 27 Mayıs 2018'de grc.nasa.gov adresinden alındı.
7. Alison H. (2006-09-15). Balon Fırlatma. 28 Mayıs 2018'de flickr.com adresinden alındı