أنظمة تصنيف المواد ، مراحل وأمثلة

ال نظم المواد إنهم جميعًا مكونون من مادة معزولة عن بقية الكون المراد دراستها. المسألة في كل مكان ، تعطي الشكل والمعنى الحقيقي لتصورات الحياة اليومية ، ولكن عندما ترغب في دراسة قطعة من المواد ، فإنك تحتقر محيطها وتتحدث عن نظام المواد.

إنها متغيرة للغاية ، نظرًا لوجود مواد نقية ومركبة ، بالإضافة إلى حالات مختلفة ومراحل تجميع. كيفية تحديد الحدود بين نظام المواد والمناطق المحيطة بها؟ كل شيء يعتمد على المتغيرات التي تعتبر. على سبيل المثال ، في الصورة أدناه ، يمكن أن يكون كل رخام حلو النظام قيد الدراسة.

ومع ذلك ، إذا أراد المرء أن يأخذ بعين الاعتبار اللون المتغير ، فمن الضروري مراعاة جميع رخام آلة التوزيع. لأن الجهاز ليس موضع اهتمام ، فهذه هي بيئة الرخام. وبالتالي ، فإن النظام المادي للمثال يصبح كتلة الرخام وخصائصه (سواء كانت مضغ العلكة ، النعناع ، إلخ.).

ومع ذلك ، يتم تعريف أنظمة المواد كيميائيا على أنها أي مادة نقية أو خليط منها ، مصنفة وفقا لجوانبها الفيزيائية.

مؤشر

• 1 التصنيف
  • 1.1 نظام المواد المتجانسة
  • 1.2 نظام المواد غير المتجانسة
• 2 مراحل
  • 2.1 مخطط المرحلة
• 3 أمثلة
• 4 المراجع

تصنيف

نظام المواد متجانسة

يمكن أن تظهر المادة التي تمت دراستها مظهرًا موحدًا ، حيث تظل خصائصه ثابتة بغض النظر عن العينة التي يجري تحليلها. بمعنى آخر: يتميز هذا النوع من النظام بوجود مرحلة واحدة من المادة للوهلة الأولى.

المواد والمركبات النقية

إذا تم تحليل مادة نقية ، فسيتم العثور على أن الخواص الفيزيائية والكيميائية تتزامن مع نفس القيم والنتائج ، حتى لو تم أخذ عينات كثيرة (وفي مناطق جغرافية مختلفة).

على سبيل المثال ، إذا تمت مقارنة عينة من الكالسيوم بعينة من آسيا وأوروبا وإفريقيا وأمريكا ، فستتمتع جميعها بنفس الخصائص. سيحدث نفس الشيء إذا تم أخذ عينة من الفحم النقي.

من ناحية أخرى ، يظهر المركب النقي أيضًا المذكور أعلاه. إذا تم التأكد من أن السبورة مصنوعة من مادة واحدة ، فسيتم تصنيفها كنظام مواد متجانسة.

ومع ذلك ، لا يحدث هذا بالنسبة لعينة معدنية ، لأنه بشكل عام يحتوي على شوائب من معادن أخرى مرتبطة بها ، وفي هذه الحالة يكون نظام مادة غير متجانسة. أيضًا ، تندرج أنظمة المواد هذه مثل الأشجار أو الأحجار أو الجبال أو الأنهار ضمن هذا التصنيف الأخير.

انحلال

الخل التجاري محلول مائي من حامض الخليك 5 ٪. أي أن 5 مل من حمض الخليك النقي يذوب في 100 مل من الماء. ومع ذلك ، فإن مظهره سائل شفاف ، على الرغم من أنه في الواقع مركبان نقيان (الماء وحمض الخليك) مجتمعين.

نظام المواد غير المتجانسة

على عكس المتجانس ، في هذا النوع من النظام ، لا المظهر ولا الخواص ثابتان ، كونهما غير منتظمين على امتداد امتداده.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يخضع لتقنيات فصل فيزيائية أو كيميائية ، والتي يتم استخراج المراحل منها ، والتي تعتبر كل منها نظامًا متجانسًا.

مراحل

في الصورة أعلاه ، يتم عرض حالات المادة وتغييراتها. هذه ترتبط ارتباطًا وثيقًا بمراحل المادة لأنها ، رغم أنها متشابهة ، فإنها تظهر بعض الاختلافات الدقيقة.

وبالتالي ، فإن مراحل نظام المواد هي الصلبة والسائلة والغاز. وهذا هو ، لموضوع معين قيد التحليل يمكن أن يعتمد أي من المراحل السابقة.

ومع ذلك ، نظرًا لأن التفاعلات في المواد الصلبة قوية جدًا وتعتمد على متغيرات مثل الضغط ودرجة الحرارة ، قد يكون أو لا يحتوي النظام على مراحل صلبة مختلفة.

على سبيل المثال ، يحتوي المركب X ، الصلب في درجة حرارة الغرفة ، على المرحلة الأولى ؛ ولكن عندما يكون الضغط الذي يقع عليه مرتفعًا للغاية ، فإن جزيئاته تُعيد ترتيبها بشكل أكثر إحكاما ، ثم يحدث الانتقال من المرحلة الأولى إلى المرحلة الثانية الصلبة.

هناك مراحل أخرى ، مثل III و IV ، مشتقة من II في درجات حرارة مختلفة. وبالتالي ، يمكن لنظام المواد المتجانسة لـ X في المرحلة الصلبة الظاهرة الحصول على ما يصل إلى أربع مراحل صلبة: الأول والثاني والثالث والرابع.

في حالة النظم السائلة والغازية ، يمكن للجزيئات عمومًا تبني مرحلة واحدة فقط في حالات المادة هذه. وبعبارة أخرى ، قد لا يكون هناك مرحلة الغاز الأولى والثانية.

مخطط المرحلة

هناك العديد من المخططات الطورية: بعضها لمركب أو مادة واحدة (مثل تلك الموجودة في الصورة أعلاه) ، والبعض الآخر للأنظمة الثنائية (ملح في الماء ، على سبيل المثال) أو ثلاثية (ثلاثة مكونات).

الأكثر "بسيط" على الإطلاق هو مخطط المرحلة لمادة. وبالتالي ، بالنسبة للمادة الافتراضية Y ، يتم تمثيل طورها كدالة للضغط (المحور y) ودرجة الحرارة (المحور x).

في ضغوط منخفضة يكون غاز ، بغض النظر عن درجة حرارته. ومع ذلك ، عن طريق زيادة الضغط تتراكم Y الغازية في Y الصلبة.

ومع ذلك ، عند درجات حرارة أعلى من النقطة الحرجة يتكثف غاز Y في السائل Y ، وإذا زاد الضغط بالإضافة إلى ذلك (يرتفع رأسياً خلال المخطط) ، يصلب السائل.

يمثل كل خط التوازن بين المرحلتين الذي يفصل بينهما: الغاز الصلب ، الغاز السائل ، السائل الصلب ، السائل الصلب و الغاز الصلب السائل عند النقطة الثلاثية.

بالإضافة إلى ذلك ، من النقطة الحرجة Y ، لا يوجد تمييز مادي بين طور الغاز والمرحلة السائلة: فهو يشكل ما يعرف باسم السائل فوق الحرج.

أمثلة

- الكرة الأرضية هي نظام مادي ، حيث أن محتواه غازي ، وبالتالي له طبيعة كيميائية ؛ إذا كان الغاز أقل كثافة من الهواء ، فإن البالون سيرتفع إلى السماء.

- يحتوي نظام زيت الماء الثنائي على مرحلتين: واحدة للمياه وأخرى ، منطقية ، للنفط. مجموعة كليهما هي النظام غير المتجانس ، في حين أن الطبقات الفردية عبارة عن أنظمة متجانسة. إذا كنت ترغب في استخراج الزيت ، فستحتاج إلى إجراء استخراج سائل سائل بمذيب عضوي ومتطاير.

- قد يتكون النظام الصلب من مزيج من السكر الأبيض والسكر البني. هنا ، الفرق في اللون بين البلورات يجعل هذه الحالة نظامًا غير متجانس.

- مياه البحر مثال آخر على نظام المواد المتجانسة. يتكون من ذوبان العديد من الأيونات ، والتي هي المسؤولة عن طعمها المالح المميز. إذا تعرضت عينة من مياه البحر للتبخر في حاوية ، تكون رسوبية في هذه الأملاح البيضاء.

مراجع

1. نظام ومحيطه. تم الاسترجاع في 27 مايو 2018 من: chem.libretexts.org
2. أنطونيو دي أولوا. نظم المواد [PDF]. تم الاسترجاع في 27 مايو 2018 ، من: 2.educarchile.cl
3. دانيال بيرغر. (2001). تم الاسترجاع في 27 مايو 2018 ، من: bluffton.edu
4. النظام ومحيطه في الكيمياء. تم الاسترجاع في 27 مايو 2018 ، من: chemteam.info
5. Helmenstine ، آن ماري ، دكتوراه (6 فبراير 2018). تعريف النظام المفتوح في الكيمياء. تم الاسترجاع في 27 مايو 2018 من: thoughtco.com
6. مركز أبحاث غلين. مراحل المسألة. تم الاسترجاع في 27 مايو 2018 ، من: grc.nasa.gov
7. أليسون هـ. (15 سبتمبر 2006). إطلاق البالون. تم الاسترجاع في 28 مايو 2018 ، من: flickr.com