物料系统：分类，阶段和示例 - 化学

该材料体系是那些由物质组成并且其从宇宙的其余部分隔离待研究。事物无处不在，为日常生活的感知赋予形式和真实的意义，但是当您要研究物质的一部分时，您会无视其周围环境而谈论物质系统。

它们是高度可变的，因为存在纯净的和复合的材料，以及聚集的不同状态和阶段。如何定义材料系统与其周围环境之间的边界？这完全取决于所考虑的变量。例如，在下面的图像中，每个糖果大理石都可能是正在研究的系统。

但是，如果要考虑颜色变量，则必须考虑自动售货机中的所有大理石。因为没有兴趣使用机器，所以这就是大理石的环境。因此，该示例的材料系统将成为大理石的质量及其性质（例如口香糖，薄荷等）。

但是，化学上，材料系统定义为根据其物理方面进行分类的任何纯物质或其混合物。

均质材料系统

所研究的物质可以显示出均匀的外观，其性质保持恒定，而不管所分析的样品如何。换句话说：这种系统的特征是乍一看只有一个物相。

如果对纯物质进行分析，则会发现即使采集了许多样品（并且在不同的地理区域），其理化性质也具有相同的值和结果。

例如，如果将钙样品与来自亚洲，欧洲，非洲和美国的钙样品进行比较，则它们都将具有相同的属性。如果采集纯碳样品，也会发生同样的情况。

另一方面，纯化合物也表现出上述。如果保证板岩仅由一种材料制成，则将其分类为均质材料系统。

但是，这对于矿物样品不会发生，因为通常它会掩藏其他伴生矿物的杂质，在这种情况下，它是一种异质材料系统。同样，那些物质系统（例如树木，石头，山脉或河流）也属于后者。

商业醋是5％的醋酸水溶液；也就是说，将5 mL的纯乙酸溶解在100 mL的水中。但是，即使实际上是两种纯净的化合物（水和乙酸）结合在一起，它看起来也像透明的液体。

与均质系统相反，在此类系统中，外观或特性都不是恒定的，在整个扩展过程中都是不规则的。

另外，可以对其进行物理或化学分离技术，从中提取各被认为是均相系统的相。

上方的图像显示了物质的状态及其变化。它们与物质的各个阶段密切相关，因为尽管它们相同，但确实存在一些细微的差异。

因此，材料系统的相为固体，液体和气体。也就是说，对于要进行分析的某些事物，它可以采用任何先前的阶段。

但是，由于固体中的相互作用非常强，并且取决于诸如压力和温度之类的变量，因此系统可能具有或可能不具有不同的固相。

例如，在室温下为固体的化合物X具有相I；但是当压力很高时，其分子会以更紧凑的方式重新排列，然后发生从I相到固相II的转变。

甚至还有其他相（例如III和IV）在不同温度下从II衍生而来。因此，表观固相的X的均质材料体系最多可获取四个固相：I，II，III和IV。

对于液体和气体系统，通常分子在这些物质状态下只能采用单相。换句话说，可能不存在气相I和气相II。

有许多相图：一些是针对单一化合物或物质的（如上图中的一种），而另一些则针对二元系统（例如，水中的盐）或三元体系（三种成分）。

最简单的是物质的相图。因此，对于假设物质Y，其相表示为压力（y轴）和温度（x轴）的函数。

在低压下，无论其温度如何，它都是气体。但是，当增加压力Y时，气体会沉积在固体Y中。

但是，在高于临界点Y的温度下，气体会凝结成液体Y，并且如果压力也增加（一个压力在图中垂直上升），则液体会凝固。

每条线代表它分离的两个相之间的平衡：在三相点处的固-气，液-气，固-液，液-固和固-液-气。

另外，从临界点Y来看，气相和液相之间没有物理区别：它形成了所谓的超临界流体。

-气球是一种物质系统，因为它的内容物是气态的，因此具有化学性质；如果气体的密度小于空气，那么气球将升空。

-水-油二元系统有两个阶段：一个阶段为水，另一个阶段为逻辑上的石油。两者的集合是异构系统，而各个层是同类系统。如果要提取油，则需要使用有机和挥发性溶剂进行液-液提取。

-固体固体系统可以由白糖和红糖的混合物组成。在此，晶体之间的颜色差异使得这种情况成为异质系统。

-海水是均质材料系统的另一个示例。它包含许多离子的溶解，这是其特有的咸味的原因。如果海水样品要在容器中蒸发，它将沉淀成白色盐。