Classificazione, fasi ed esempi di materiali per sistemi

il sistemi materiali sono tutti quelli che sono composti di materia e isolati dal resto dell'universo da studiare. La materia è ovunque, dà forma e senso reale alle percezioni della vita quotidiana, ma quando si vuole studiare una parte della materia, si disprezza l'ambiente circostante e si parla di un sistema materiale.

Sono molto variabili, dal momento che ci sono materiali puri e composti, così come diversi stati e fasi di aggregazione. Come definire il confine tra il sistema materiale e ciò che lo circonda? Tutto dipende dalle variabili che vengono considerate. Ad esempio, nell'immagine in basso ogni caramella può essere il sistema in esame.

Tuttavia, se si desidera prendere in considerazione il colore variabile, è necessario considerare tutte le biglie del dispensatore. Poiché la macchina non è interessante, questo è l'ambiente delle biglie. Quindi, il sistema materiale dell'esempio diventa la massa dei marmi e le loro proprietà (che siano gomma da masticare, menta, ecc.).

Tuttavia, chimicamente, i sistemi materiali sono definiti come qualsiasi sostanza pura o miscela di essi, classificata in base ai loro aspetti fisici.

indice

• 1 Classificazione
  • 1.1 Sistema materiale omogeneo
  • 1.2 Sistema materiale eterogeneo
• 2 fasi
  • 2.1 Diagramma di fase
• 3 esempi
• 4 riferimenti

classificazione

Sistema materiale omogeneo

Il materiale studiato può mostrare un aspetto uniforme, in cui le sue proprietà rimangono costanti indipendentemente dal campione analizzato. In altre parole: questo tipo di sistema è caratterizzato dall'avere una singola fase della materia a prima vista.

Sostanza e composti puri

Se si analizza una sostanza pura, si scoprirà che le proprietà fisico-chimiche coincidono con gli stessi valori e risultati, anche se vengono prelevati molti campioni (e in diverse aree geografiche).

Ad esempio, se un campione di calcio fosse comparato con uno proveniente da Asia, Europa, Africa e America, tutti avrebbero le stesse proprietà. Lo stesso accadrebbe se venisse prelevato un campione di carbone puro.

D'altra parte, un composto puro manifesta anche quanto sopra menzionato. Se una lavagna fosse garantita di un solo materiale, allora sarebbe classificata come un sistema materiale omogeneo.

Tuttavia, questo non si verifica per un campione di minerali, poiché in genere contiene impurezze da altri minerali associati, e in questo caso è un sistema materiale eterogeneo. Inoltre, quei sistemi materiali come alberi, pietre, montagne o fiumi rientrano in quest'ultima classificazione.

dissoluzione

L'aceto commerciale è una soluzione acquosa al 5% di acido acetico; cioè, 5 mL di acido acetico puro si sciolgono in 100 mL di acqua. Tuttavia, il suo aspetto è un liquido trasparente, anche se in realtà sono due composti puri (acqua e acido acetico) combinati.

Sistema materiale eterogeneo

In contrasto con l'omogeneo, in questo tipo di sistema né l'aspetto né le proprietà sono costanti, essendo irregolari in tutta la sua estensione.

Inoltre, può essere sottoposto a tecniche di separazione fisica o chimica, da cui vengono estratte le fasi, ognuna delle quali viene considerata come un sistema omogeneo.

fasi

Nell'immagine sopra, vengono mostrati gli stati della materia e le sue modifiche. Questi sono strettamente legati alle fasi della materia perché, sebbene siano uguali, presentano alcune sottili differenze.

Quindi, le fasi di un sistema materiale sono il solido, il liquido e il gas. Cioè, per un particolare argomento in analisi questo può adottare una qualsiasi delle fasi precedenti.

Tuttavia, poiché le interazioni nei solidi sono molto forti e dipendono da variabili come pressione e temperatura, un sistema può o meno avere fasi solide diverse.

Ad esempio, il composto X, solido a temperatura ambiente, ha una fase I; ma quando la pressione che cade su di essa è molto alta, le sue molecole si riorganizzano in modo più compatto, e quindi una transizione avviene dalla fase I alla fase solida II.

Esistono anche altre fasi, come III e IV, che derivano da II a temperature diverse. Pertanto, il sistema materiale omogeneo di X di una fase solida apparente può acquisire fino a quattro fasi solide: I, II, III e IV.

Nel caso di sistemi liquidi e gassosi, le molecole generalmente possono adottare una sola fase in questi stati della materia. In altre parole, potrebbe non esserci una fase gas I e un'altra II.

Diagramma di fase

Ci sono molti diagrammi di fase: alcuni per un singolo composto o sostanza (come quello nell'immagine sopra), e altri per sistemi binari (un sale in acqua, per esempio) o sistemi ternari (tre componenti).

Il più "semplice" di tutti è il diagramma di fase di una sostanza. Pertanto, per l'ipotetica sostanza Y, la sua fase è rappresentata come una funzione della pressione (asse y) e della temperatura (asse x).

A basse pressioni è un gas, indipendentemente dalla sua temperatura. Tuttavia, aumentando la pressione Y gassoso si deposita nel solido Y.

Tuttavia, a temperature al di sopra del punto critico e delle condensazioni di gas nel liquido Y, e se la pressione aumenta (verticalmente sale attraverso il diagramma), il liquido si solidifica.

Ogni linea rappresenta l'equilibrio tra le due fasi che separa: solido-gas, liquido-gas, solido-liquido, liquido-solido e solido-liquido-gas nel punto triplo.

Inoltre, dal punto critico Y non viene mostrata alcuna distinzione fisica tra la fase gassosa e la fase liquida: forma ciò che è noto come fluido supercritico.

Esempi

- Un globo è un sistema materiale, poiché il suo contenuto è gassoso e, pertanto, ha una natura chimica; Se il gas è meno denso dell'aria, il pallone salirà al cielo.

- Il sistema binario olio-acqua ha due fasi: una per l'acqua e l'altra, logicamente, per l'olio. L'insieme di entrambi è il sistema eterogeneo, mentre i singoli livelli sono sistemi omogenei. Se si desidera estrarre l'olio, è necessario eseguire un'estrazione liquido-liquido con un solvente organico e volatile.

- Un sistema solido-solido può consistere in una miscela di zucchero bianco e zucchero di canna. Qui, la differenza di colore tra i cristalli rende questo caso un sistema eterogeneo.

- L'acqua di mare è un altro esempio di un sistema materiale omogeneo. Consiste in una dissoluzione di molti ioni, responsabili del suo caratteristico sapore salato. Se un campione di acqua di mare dovesse essere evaporato in un contenitore, si sedimenta in questo sale bianco.

riferimenti

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2. Antonio de Ulloa. Sistemi materiali [PDF]. Estratto il 27 maggio 2018 da: 2.educarchile.cl
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