물질 시스템은 문제로 구성되어있는 공부를 할 수있는 우주의 나머지 부분에서 격리 된 것입니다. 물질은 어디에나 존재하며 일상 생활에 대한 인식에 형식과 진정한 의미를 부여하지만, 물질의 일부를 연구하고 싶을 때 그 주변은 경멸되고 우리는 물질 시스템에 대해 이야기합니다.
순수 및 복합 재료뿐만 아니라 다양한 상태 및 응집 단계가 있기 때문에 매우 가변적입니다. 재료 시스템과 그 주변 사이의 경계를 정의하는 방법은 무엇입니까? 그것은 모두 고려되는 변수에 달려 있습니다. 예를 들어 아래 이미지에서 각 사탕 구슬은 연구중인 시스템 일 수 있습니다.
그러나 색상 변수를 고려하려면 자판기의 모든 구슬을 고려해야합니다. 기계가 관심이 없기 때문에 이것은 구슬의 환경입니다. 따라서 예제의 재료 시스템은 구슬의 질량과 그 속성 (껌, 민트 등)이됩니다.
그러나 화학적으로 물질 시스템은 물리적 측면에 따라 분류되는 순수한 물질 또는 이들의 혼합물로 정의됩니다.
분류
균질 재료 시스템
연구중인 물질은 분석되는 샘플에 관계없이 그 속성이 일정하게 유지되는 균일 한 외관을 보여줄 수 있습니다. 즉, 이러한 종류의 시스템은 한 눈에 한 단계의 물질 만 갖는 것이 특징입니다.
순수한 물질 및 화합물
순수한 물질을 분석하면 많은 샘플을 (및 다른 지리적 영역에서) 채취하더라도 물리 화학적 특성이 동일한 값과 결과에서 일치한다는 것을 알 수 있습니다.
예를 들어 칼슘 샘플을 아시아, 유럽, 아프리카 및 미국의 샘플과 비교하면 모두 동일한 특성을 갖습니다. 순수한 탄소 샘플을 채취 한 경우에도 마찬가지입니다.
반면에 순수한 화합물도 위에서 언급 한 것을 나타냅니다. 슬레이트가 유일무이 한 재료로 만들어 졌다는 것이 보증된다면 동종 재료 시스템으로 분류 될 것입니다.
그러나 이것은 일반적으로 다른 관련 광물에서 불순물이 포함되어 있기 때문에 광물 샘플에 대해서는 발생하지 않으며,이 경우에는 이종 재료 시스템입니다. 마찬가지로 나무, 돌, 산 또는 강과 같은 물질 시스템은 후자 분류에 속합니다.
용해
시판 식초는 아세트산의 5 % 수용액입니다. 즉, 5 mL의 순수한 아세트산이 100 mL의 물에 용해됩니다. 그러나 실제로는 두 가지 순수한 화합물 (물과 아세트산)이 결합되어 있지만 투명한 액체처럼 보입니다.
이기종 재료 시스템
균질 한 것과는 대조적으로,이 등급의 시스템에서는 외관이나 속성이 일정하지 않으며 확장하는 동안 불규칙합니다.
또한 물리적 또는 화학적 분리 기술을 적용 할 수 있으며, 여기서 각각 균질 한 시스템으로 간주되는 상이 추출됩니다.
단계
상단 이미지는 물질의 상태와 그 변화를 보여줍니다. 이것들은 물질의 단계와 밀접한 관련이 있습니다. 왜냐하면 그것들은 동일하지만 약간의 미묘한 차이가 있기 때문입니다.
따라서 재료 시스템의 위상은 고체, 액체 및 기체입니다. 즉, 분석 대상이되는 특정 문제에 대해 이전 단계를 채택 할 수 있습니다.
그러나 고체의 상호 작용은 매우 강하고 압력 및 온도와 같은 변수에 의존하기 때문에 시스템은 다른 고체 상을 가질 수도 있고 가지지 않을 수도 있습니다.
예를 들어, 실온에서 고체 인 화합물 X는 상 I을 가지며; 그러나 압력이 매우 높으면 분자가 더 조밀하게 재 배열되고 I상에서 고체상 II 로의 전환이 발생합니다.
다른 온도에서 II에서 파생되는 III 및 IV와 같은 다른 단계도 있습니다. 따라서 겉보기 고체상의 X의 균질 재료 시스템은 I, II, III 및 IV의 최대 4 개의 고체상을 얻을 수 있습니다.
액체 및 기체 시스템의 경우 일반적으로 분자는 이러한 물질 상태에서 단상 만 채택 할 수 있습니다. 즉, 기체 상 I 및 기체 상 II가 없을 수 있습니다.
위상 다이어그램
위상 다이어그램에는 여러 가지가 있습니다. 일부는 단일 화합물 또는 물질 (위 이미지에있는 것과 같음)에 대한 것이고 다른 일부는 이원 시스템 (예 : 물 속의 소금) 또는 삼원 (세 가지 구성 요소)에 대한 것입니다.
가장 간단한 것은 물질에 대한 위상 다이어그램입니다. 따라서 가상 물질 Y의 경우 위상은 압력 (y 축)과 온도 (x 축)의 함수로 표시됩니다.
저압에서는 온도에 관계없이 가스입니다. 그러나 압력을 높이면 Y 가스가 고체 Y에 증착됩니다.
그러나 임계점 Y 이상의 온도에서 기체는 액체 Y로 응축되고 압력도 증가하면 (다이어그램을 통해 수직으로 상승) 액체가 응고됩니다.
각 선은 분리되는 두 단계 사이의 평형을 나타냅니다 : 고체-기체, 액체-기체, 고체-액체, 액체-고체 및 고체-액체-기체의 삼중점.
또한 임계점 Y에서 기체 상과 액체상 사이에 물리적 차이가 나타나지 않습니다. 초 임계 유체로 알려진 것을 형성합니다.
예
-풍선은 내용물이 기체이므로 화학적 성질을 갖기 때문에 물질 시스템입니다. 가스가 공기보다 밀도가 낮 으면 풍선이 하늘로 올라갑니다.
-물-오일 바이너리 시스템은 두 단계로 구성됩니다. 하나는 물이고 다른 하나는 논리적으로 기름입니다. 둘 다 이기종 시스템 인 반면 개별 레이어는 동종 시스템입니다. 오일을 추출하려면 유기 및 휘발성 용매를 사용하여 액체-액체 추출을 수행해야합니다.
-고체-고체 시스템은 백설탕과 흑설탕의 혼합물로 구성 될 수 있습니다. 여기에서 결정 간의 색상 차이로 인해이 경우는 이질적인 시스템이됩니다.
-해수는 균질 재료 시스템의 또 다른 예입니다. 그것은 특징적인 짠 맛을 담당하는 많은 이온의 용해로 구성됩니다. 바닷물 샘플이 용기에서 증발하면 흰색 소금에 침전됩니다.
참고 문헌
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