- การจัดหมวดหมู่
- ระบบวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน
- สารบริสุทธิ์และสารประกอบ
- การละลาย
- ระบบวัสดุที่แตกต่างกัน
- ขั้นตอน
- แผนภาพแสดงสถานะ
- ตัวอย่าง
- อ้างอิง
ระบบวัสดุที่เป็นผู้ที่มีองค์ประกอบของสารและการที่จะแยกจากส่วนที่เหลือของจักรวาลที่จะศึกษา สสารมีอยู่ทุกหนทุกแห่งให้รูปแบบและความหมายที่แท้จริงต่อการรับรู้ในชีวิตประจำวัน แต่เมื่อคุณต้องการศึกษาบางส่วนของสสารคุณจะไม่สนใจสิ่งรอบตัวและพูดถึงระบบวัสดุ
พวกมันมีความแปรปรวนสูงเนื่องจากมีวัสดุบริสุทธิ์และวัสดุผสมตลอดจนสถานะและขั้นตอนการรวมตัวที่แตกต่างกัน จะกำหนดขอบเขตระหว่างระบบวัสดุและสภาพแวดล้อมได้อย่างไร? ทั้งหมดขึ้นอยู่กับตัวแปรที่นำมาพิจารณา ตัวอย่างเช่นในภาพด้านล่างหินอ่อนลูกกวาดแต่ละชิ้นอาจเป็นระบบที่อยู่ระหว่างการศึกษา
อย่างไรก็ตามหากต้องคำนึงถึงตัวแปรสีก็จำเป็นต้องพิจารณาหินอ่อนทั้งหมดในเครื่องจำหน่าย เนื่องจากเครื่องจักรไม่น่าสนใจนี่คือสภาพแวดล้อมของหินอ่อน ดังนั้นระบบวัสดุของตัวอย่างจึงเป็นมวลของหินอ่อนและคุณสมบัติของมัน (เช่นหมากฝรั่งมินต์ ฯลฯ )
อย่างไรก็ตามในทางเคมีระบบวัสดุถูกกำหนดให้เป็นสารบริสุทธิ์หรือของผสมใด ๆ โดยจำแนกตามลักษณะทางกายภาพ
การจัดหมวดหมู่
ระบบวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน
สสารที่กำลังศึกษาสามารถแสดงลักษณะที่เหมือนกันซึ่งคุณสมบัติของมันจะคงที่ไม่ว่าจะวิเคราะห์ตัวอย่างใดก็ตาม กล่าวอีกนัยหนึ่ง: ระบบประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยการมีสสารเพียงเฟสเดียวในตอนแรก
สารบริสุทธิ์และสารประกอบ
หากมีการวิเคราะห์สารบริสุทธิ์คุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์จะพบว่ามีค่าและผลลัพธ์เหมือนกันแม้ว่าจะมีการสุ่มตัวอย่างจำนวนมาก (และในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน)
ตัวอย่างเช่นหากเปรียบเทียบตัวอย่างแคลเซียมกับตัวอย่างจากเอเชียยุโรปแอฟริกาและอเมริกาก็จะมีคุณสมบัติเหมือนกัน สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นหากนำตัวอย่างคาร์บอนบริสุทธิ์
ในทางกลับกันสารประกอบบริสุทธิ์ก็แสดงถึงสิ่งที่กล่าวถึงข้างต้นด้วย หากมีการรับประกันว่ากระดานชนวนทำจากวัสดุชนิดเดียวก็จะถูกจัดประเภทเป็นระบบวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน
อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นกับตัวอย่างแร่เนื่องจากโดยทั่วไปจะกักเก็บสิ่งสกปรกจากแร่ธาตุอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องและในกรณีนี้มันเป็นระบบวัสดุที่แตกต่างกัน ในทำนองเดียวกันระบบวัสดุเหล่านั้นเช่นต้นไม้หินภูเขาหรือแม่น้ำก็จัดอยู่ในประเภทหลัง
การละลาย
น้ำส้มสายชูในเชิงพาณิชย์เป็นสารละลายกรดอะซิติก 5% นั่นคือกรดอะซิติกบริสุทธิ์ 5 มล. ละลายในน้ำ 100 มล. อย่างไรก็ตามดูเหมือนของเหลวใสแม้ว่าจริงๆแล้วจะเป็นสารประกอบบริสุทธิ์ 2 ชนิด (น้ำและกรดอะซิติก) รวมกัน
ระบบวัสดุที่แตกต่างกัน
ในทางตรงกันข้ามกับระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันในคลาสของระบบนี้ทั้งรูปลักษณ์และคุณสมบัติไม่คงที่โดยไม่สม่ำเสมอตลอดการขยาย
นอกจากนี้ยังสามารถใช้เทคนิคการแยกทางกายภาพหรือทางเคมีซึ่งขั้นตอนต่างๆจะถูกแยกออกมาซึ่งแต่ละขั้นตอนจะถูกพิจารณาว่าเป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน
ขั้นตอน
ภาพด้านบนแสดงสถานะของสสารและการเปลี่ยนแปลง สิ่งเหล่านี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับขั้นตอนของสสารเนื่องจากแม้ว่าจะเหมือนกัน แต่ก็มีความแตกต่างเล็กน้อย
ดังนั้นขั้นตอนของระบบวัสดุจึงเป็นของแข็งของเหลวและก๊าซ กล่าวคือสำหรับบางเรื่องที่อยู่ภายใต้การวิเคราะห์สามารถใช้ขั้นตอนก่อนหน้านี้ได้
อย่างไรก็ตามเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ในของแข็งมีความแข็งแรงมากและขึ้นอยู่กับตัวแปรเช่นความดันและอุณหภูมิระบบอาจมีหรือไม่มีเฟสของแข็งที่แตกต่างกัน
ตัวอย่างเช่นสารประกอบ X ของแข็งที่อุณหภูมิห้องมีเฟส I แต่เมื่อความดันสูงมากโมเลกุลของมันจะจัดเรียงใหม่ในลักษณะที่กะทัดรัดมากขึ้นจากนั้นการเปลี่ยนจากเฟส I เป็นเฟสของแข็ง II ก็เกิดขึ้น
ยังมีขั้นตอนอื่น ๆ เช่น III และ IV ที่มาจาก II ที่อุณหภูมิต่างกัน ดังนั้นระบบวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกันของ X ของเฟสของแข็งที่ชัดเจนจึงสามารถรับเฟสของแข็งได้ถึงสี่เฟส: I, II, III และ IV
ในกรณีของระบบของเหลวและก๊าซโดยทั่วไปโมเลกุลสามารถใช้เฟสเดียวในสถานะของสสารเหล่านี้ กล่าวอีกนัยหนึ่งอาจไม่มีเฟสแก๊ส I และแก๊สเฟส II
แผนภาพแสดงสถานะ
มีหลายเฟสไดอะแกรม: บางส่วนเป็นสารประกอบหรือสารเดี่ยว (เช่นเดียวกับในภาพด้านบน) และอื่น ๆ สำหรับระบบไบนารี (เกลือในน้ำเป็นต้น) หรือเทอร์นารี (สามองค์ประกอบ)
"ง่ายที่สุด" ของทั้งหมดคือแผนภาพเฟสของสาร ดังนั้นสำหรับสารสมมุติ Y เฟสของมันจะแสดงเป็นฟังก์ชันของความดัน (แกน y) และอุณหภูมิ (แกน x)
ที่ความดันต่ำจะเป็นก๊าซโดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิ อย่างไรก็ตามเมื่อเพิ่มความดัน Y ก๊าซจะถูกฝากไว้ในของแข็ง Y
อย่างไรก็ตามที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดวิกฤต Y ก๊าซจะควบแน่นเป็นของเหลว Y และถ้าความดันเพิ่มขึ้นด้วย (อันหนึ่งเพิ่มขึ้นในแนวตั้งผ่านแผนภาพ) ของเหลวจะแข็งตัว
แต่ละเส้นแสดงถึงความสมดุลระหว่างสองขั้นตอนที่แยกออกจากกัน: ของแข็ง - แก๊ส, ของเหลว - แก๊ส, ของแข็ง - ของเหลว, ของเหลว - ของแข็งและของแข็ง - ของเหลว - แก๊สที่จุดสามจุด
นอกจากนี้จากจุดวิกฤต Y จะไม่มีการแสดงความแตกต่างทางกายภาพระหว่างเฟสของก๊าซและเฟสของเหลวมันก่อตัวเป็นสิ่งที่เรียกว่าของไหลวิกฤตยิ่งยวด
ตัวอย่าง
- บอลลูนเป็นระบบวัสดุเนื่องจากเนื้อหาเป็นก๊าซดังนั้นจึงมีลักษณะทางเคมี ถ้าก๊าซมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศบอลลูนจะลอยขึ้นสู่ท้องฟ้า
- ระบบไบนารีของน้ำ - น้ำมันมีสองขั้นตอนคือหนึ่งในน้ำและอีกขั้นหนึ่งตามเหตุผลของน้ำมัน ชุดของทั้งสองเป็นระบบที่แตกต่างกันในขณะที่แต่ละชั้นเป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน หากคุณต้องการสกัดน้ำมันคุณจะต้องทำการสกัดของเหลวและของเหลวด้วยตัวทำละลายอินทรีย์และสารระเหย
- ระบบของแข็งอาจประกอบด้วยน้ำตาลทรายขาวและน้ำตาลทรายแดง ที่นี่ความแตกต่างของสีระหว่างคริสตัลทำให้กรณีนี้เป็นระบบที่ไม่เหมือนกัน
- น้ำทะเลเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของระบบวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน ประกอบด้วยการละลายของไอออนจำนวนมากซึ่งมีหน้าที่ทำให้เกิดรสเค็ม หากตัวอย่างน้ำทะเลระเหยในภาชนะบรรจุก็จะตกตะกอนเป็นเกลือสีขาว
อ้างอิง
- ระบบและสภาพแวดล้อม สืบค้นเมื่อ 27 พฤษภาคม 2561 จาก: chem.libretexts.org
- Antonio de Ulloa ระบบวัสดุ . สืบค้นเมื่อ 27 พฤษภาคม 2561 จาก: 2.educarchile.cl
- Daniel J. Berger (2001) สืบค้นเมื่อ 27 พฤษภาคม 2561 จาก: bluffton.edu
- ระบบและสภาพแวดล้อมทางเคมี สืบค้นเมื่อ 27 พฤษภาคม 2561 จาก: chemteam.info
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6 กุมภาพันธ์ 2561). เปิดนิยามระบบในวิชาเคมี สืบค้นเมื่อ 27 พฤษภาคม 2018 จาก: thoughtco.com
- ศูนย์วิจัย Glen ขั้นตอนของสสาร สืบค้นเมื่อ 27 พฤษภาคม 2561 จาก: grc.nasa.gov
- อลิสันเอช (2549-09-15). เปิดตัวบอลลูน สืบค้นเมื่อ 28 พฤษภาคม 2561 จาก: flickr.com