SISTEM BAHAN: KLASIFIKASI, FASA DAN CONTOH - KIMIA - 2025

Sistem material adalah sistem yang terdiri daripada jirim dan diasingkan dari seluruh alam semesta untuk dikaji. Perkara ada di mana-mana, memberikan bentuk dan makna nyata terhadap persepsi kehidupan seharian, tetapi apabila anda ingin mempelajari sebahagian perkara, anda mengabaikan persekitarannya dan membicarakan sistem material.

Mereka sangat berubah-ubah, kerana terdapat bahan murni dan komposit, serta keadaan dan fasa penggabungan yang berbeza. Bagaimana cara menentukan sempadan antara sistem bahan dan persekitarannya? Semuanya bergantung pada pemboleh ubah yang dipertimbangkan. Sebagai contoh, dalam gambar di bawah setiap guli permen boleh menjadi sistem yang sedang dikaji.

Walau bagaimanapun, jika pemboleh ubah warna harus diambil kira, maka perlu mempertimbangkan semua kelereng di mesin layan diri. Kerana mesin ini tidak menarik, inilah persekitaran guli. Oleh itu, sistem material contohnya ialah jisim guli dan sifatnya (seperti gusi, pudina, dll.).

Walau bagaimanapun, secara kimia, sistem bahan didefinisikan sebagai bahan tulen atau campurannya, dikelaskan mengikut aspek fizikalnya.

Pengelasan

Sistem bahan homogen

Perkara yang dikaji dapat menunjukkan penampilan yang seragam, di mana sifatnya tetap berterusan tanpa menghiraukan sampel yang dianalisis. Dengan kata lain: sistem seperti ini dicirikan dengan hanya mempunyai satu fasa jirim pada pandangan pertama.

Bahan dan sebatian tulen

Sekiranya bahan murni dianalisis, maka didapati bahawa sifat fizikokimia bertepatan dengan nilai dan hasil yang sama, walaupun banyak sampel diambil (dan di kawasan geografi yang berbeza).

Sebagai contoh, jika sampel kalsium dibandingkan dengan sampel dari Asia, Eropah, Afrika, dan Amerika, mereka semua mempunyai sifat yang sama. Perkara yang sama akan berlaku sekiranya sampel karbon murni diambil.

Sebaliknya, sebatian murni juga menunjukkan yang disebutkan di atas. Sekiranya dijamin bahawa batu tulis dibuat dari satu-satunya bahan, maka ia akan diklasifikasikan sebagai sistem bahan homogen.

Walau bagaimanapun, ini tidak berlaku untuk sampel mineral, kerana pada umumnya ia menyimpan kotoran dari mineral lain yang berkaitan, dan untuk kes ini, ia adalah sistem bahan yang heterogen. Begitu juga, sistem material seperti pokok, batu, gunung, atau sungai tergolong dalam klasifikasi terakhir.

Pembubaran

Cuka komersial adalah larutan asid asetik 5% berair; iaitu, 5 mL asid asetik tulen dilarutkan dalam 100 mL air. Walau bagaimanapun, ia kelihatan seperti cecair lutsinar, walaupun sebenarnya gabungan dua sebatian tulen (air dan asid asetik).

Sistem bahan heterogen

Berbeza dengan yang homogen, dalam sistem sistem ini baik penampilan maupun sifatnya tetap, tidak teratur sepanjang peluasannya.

Di samping itu, dapat dikenakan teknik pemisahan fizikal atau kimia, dari mana fasa diekstraksi yang masing-masing dianggap sebagai sistem homogen.

Fasa

Gambar atas menunjukkan keadaan jirim dan perubahannya. Ini berkait rapat dengan fasa jirim kerana, walaupun sama, mereka mempunyai beberapa perbezaan yang halus.

Oleh itu, fasa sistem bahan adalah pepejal, cecair dan gas. Maksudnya, untuk perkara tertentu yang dianalisis, ia dapat mengadopsi salah satu fasa sebelumnya.

Walau bagaimanapun, kerana interaksi dalam pepejal sangat kuat dan ia bergantung pada pemboleh ubah seperti tekanan dan suhu, sistem mungkin atau tidak mempunyai fasa pepejal yang berbeza.

Contohnya, sebatian X, padat pada suhu bilik, mempunyai fasa I; tetapi apabila tekanan di atasnya sangat tinggi, molekulnya disusun semula dengan cara yang lebih padat, dan kemudian berlaku peralihan dari fasa I ke fasa pepejal II.

Bahkan ada fasa lain, seperti III dan IV, yang berasal dari II pada suhu yang berbeza. Oleh itu, sistem bahan homogen X dari fasa pepejal yang nyata dapat memperoleh hingga empat fasa pepejal: I, II, III dan IV.

Bagi sistem cecair dan gas, umumnya molekul hanya dapat menggunakan satu fasa dalam keadaan jirim ini. Dengan kata lain, mungkin tidak ada fasa gas I dan fasa gas II.

Gambarajah fasa

Terdapat banyak rajah fasa: beberapa untuk sebatian atau bahan tunggal (seperti yang terdapat dalam gambar di atas), dan yang lain untuk sistem binari (misalnya garam di dalam air) atau ternary (tiga komponen).

Yang paling mudah adalah gambarajah fasa bagi suatu bahan. Oleh itu, bagi bahan hipotetis Y, fasa tersebut ditunjukkan sebagai fungsi tekanan (paksi-y) dan suhu (paksi-x).

Pada tekanan rendah ia adalah gas, tanpa mengira suhunya. Walau bagaimanapun, semasa meningkatkan tekanan gas Y disimpan dalam pepejal Y.

Walau bagaimanapun, pada suhu di atas titik kritikal Y, gas mengembun ke dalam cecair Y, dan jika tekanannya juga meningkat (seseorang naik secara menegak melalui rajah), cecair itu menguat.

Setiap garis mewakili keseimbangan antara dua fasa yang dipisahkannya: pepejal-gas, cecair-gas, pepejal-cecair, cecair-pepejal dan pepejal-cecair-gas pada titik tiga.

Selain itu, dari titik kritikal Y tidak ada perbezaan fizikal yang ditunjukkan antara fasa gas dan fasa cecair: ia membentuk apa yang dikenali sebagai cecair supercritical.

Contoh

- Belon adalah sistem bahan, kerana isinya gas dan, oleh itu, mempunyai sifat kimia; jika gas kurang tumpat dari udara, belon akan naik ke langit.

- Sistem binari minyak-minyak mempunyai dua fasa: satu dari air dan yang lain, secara logiknya, minyak. Kumpulan keduanya adalah sistem heterogen, sementara lapisan individu adalah sistem homogen. Sekiranya anda ingin mengekstrak minyak, anda perlu melakukan pengekstrakan cecair-cecair dengan pelarut organik dan mudah menguap.

- Sistem pepejal pepejal boleh terdiri daripada campuran gula putih dan gula merah. Di sini, perbezaan warna antara kristal menjadikan kes ini sebagai sistem heterogen.

- Air laut adalah contoh lain dari sistem bahan yang homogen. Ini terdiri daripada pembubaran banyak ion, yang bertanggungjawab untuk rasa masinnya yang khas. Sekiranya sampel air laut menguap di dalam bekas, ia akan menetap di garam putih.

Rujukan

1. Sistem dan Persekitarannya. Diakses pada 27 Mei 2018, dari: chem.libretexts.org
2. Antonio de Ulloa. Sistem bahan. . Diakses pada 27 Mei 2018, dari: 2.educarchile.cl
3. Daniel J. Berger. (2001). Diakses pada 27 Mei 2018, dari: bluffton.edu
4. Sistem dan Persekitaran dalam Kimia. Diakses pada 27 Mei 2018, dari: chemteam.info
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6 Februari 2018). Open Definisi Sistem dalam Kimia. Diakses pada 27 Mei 2018, dari: thinkco.com
6. Pusat Penyelidikan Glen. Fasa Perkara. Diakses pada 27 Mei 2018, dari: grc.nasa.gov
7. Alison H. (2006-09-15). Pelancaran Belon. Diakses pada 28 Mei 2018, dari: flickr.com