5 STATUS AGREGASI MATERI - KIMIA - 2025

Keadaan agregasi materi terkait dengan fakta bahwa materi dapat eksis di wujud berbeda, bergantung pada kepadatan yang ditunjukkan oleh molekul penyusunnya. Ilmu fisika adalah ilmu yang bertanggung jawab untuk mempelajari sifat dan sifat materi dan energi di alam semesta.

Konsep materi didefinisikan sebagai segala sesuatu yang menyusun alam semesta (atom, molekul, dan ion), yang membentuk semua struktur fisik yang ada. Penyelidikan ilmiah tradisional menganggap keadaan agregasi materi lengkap seperti yang direpresentasikan dalam tiga unsur yang diketahui: padat, cair, atau gas.

Namun, ada dua fase lagi yang telah ditentukan baru-baru ini, memungkinkan mereka untuk diklasifikasikan seperti itu dan ditambahkan ke tiga keadaan asli (yang disebut plasma, dan kondensat Bose-Einstein).

Ini mewakili bentuk materi yang lebih jarang daripada materi tradisional, tetapi di bawah kondisi yang tepat menunjukkan sifat intrinsik dan cukup unik untuk diklasifikasikan sebagai keadaan agregasi.

Status agregasi materi

Padat

Logam itu padat

Ketika sampai pada materi dalam keadaan padat, ia dapat didefinisikan sebagai materi di mana molekul-molekul penyusunnya disatukan secara kompak, sehingga hanya ada sedikit ruang di antara mereka dan memberikan karakter yang kaku pada strukturnya.

Dengan demikian, material dalam keadaan agregasi ini tidak mengalir bebas (seperti cairan) atau mengembang secara volumetrik (seperti gas) dan, untuk keperluan berbagai aplikasi, dianggap zat yang tidak dapat dimampatkan.

Selain itu, mereka dapat memiliki struktur kristal, yang tersusun secara teratur dan teratur atau dengan cara yang tidak teratur dan tidak teratur, seperti struktur amorf.

Dalam pengertian ini, padatan belum tentu homogen dalam strukturnya, karena dapat menemukan padatan yang heterogen secara kimiawi. Mereka memiliki kemampuan untuk pergi langsung ke bentuk cair dalam proses fusi, serta untuk pergi ke keadaan gas melalui sublimasi.

Jenis padatan

Bahan padat dibagi menjadi beberapa klasifikasi:

Logam: adalah padatan kuat dan padat yang juga biasanya merupakan konduktor listrik yang sangat baik (karena elektron bebasnya) dan panas (karena konduktivitas termalnya). Mereka membentuk sebagian besar tabel unsur periodik, dan dapat bergabung dengan logam atau non logam lain untuk membentuk paduan. Bergantung pada logam yang dipermasalahkan, mereka dapat ditemukan secara alami atau diproduksi secara artifisial.

Mineral

Mereka adalah padatan yang terbentuk secara alami melalui proses geologi yang terjadi pada tekanan tinggi.

Mineral dikatalogkan sedemikian rupa menurut struktur kristalnya dengan sifat seragam, dan jenisnya sangat bervariasi tergantung pada bahan yang didiskusikan dan asal-usulnya. Jenis zat padat ini sangat umum ditemukan di seluruh planet Bumi.

Keramik

Mereka adalah padatan yang dibuat dari zat anorganik dan non-logam, biasanya dengan penerapan panas, dan yang memiliki struktur kristal atau semi-kristal.

Keistimewaan dari jenis bahan ini adalah dapat menghilangkan suhu tinggi, benturan, dan gaya, menjadikannya komponen yang sangat baik untuk teknologi canggih di bidang penerbangan, elektronik, dan bahkan militer.

Padatan organik

Mereka adalah padatan yang terutama terdiri dari unsur karbon dan hidrogen, dan mungkin juga memiliki nitrogen, oksigen, fosfor, belerang atau molekul halogen dalam strukturnya.

Zat-zat ini sangat bervariasi, dengan bahan mulai dari polimer alami dan buatan hingga lilin parafin yang berasal dari hidrokarbon.

Bahan komposit

Mereka adalah bahan yang relatif modern yang telah dikembangkan dengan menggabungkan dua atau lebih padatan, menciptakan zat baru dengan karakteristik masing-masing komponennya, sehingga memanfaatkan sifatnya untuk bahan yang lebih unggul dari aslinya. Contohnya termasuk beton bertulang dan kayu komposit.

Semikonduktor

Mereka diberi nama untuk resistivitas dan konduktivitas listriknya, yang menempatkannya di antara konduktor logam dan induktor non-logam. Mereka sering digunakan di bidang elektronik modern dan untuk mengumpulkan energi matahari.

Nanomaterials

Mereka adalah benda padat dengan dimensi mikroskopis, yang berarti bahwa mereka memiliki sifat yang berbeda dari versi yang lebih besar. Mereka menemukan aplikasi di bidang khusus sains dan teknologi, seperti di bidang penyimpanan energi.

Biomaterial

Mereka adalah bahan alami dan biologis dengan karakteristik yang kompleks dan unik, berbeda dari semua padatan lainnya karena asalnya yang diberikan selama jutaan tahun evolusi. Mereka terdiri dari elemen organik yang berbeda, dan dapat dibentuk serta direformasi sesuai dengan karakteristik intrinsik yang dimilikinya.

Cair

Cairan disebut zat yang berada dalam keadaan hampir tidak dapat dimampatkan, yang menempati volume wadah tempatnya berada.

Tidak seperti padatan, cairan mengalir bebas di permukaan tempat mereka berada, tetapi tidak mengembang secara volumetrik seperti gas; untuk alasan ini, mereka mempertahankan kepadatan yang praktis konstan. Mereka juga memiliki kemampuan untuk membasahi atau melembabkan permukaan yang disentuhnya karena tegangan permukaan.

Cairan diatur oleh sifat yang dikenal sebagai viskositas, yang mengukur ketahanannya terhadap deformasi oleh geser atau gerakan.

Berdasarkan perilakunya sehubungan dengan viskositas dan deformasi, cairan dapat diklasifikasikan ke dalam fluida Newtonian dan non-Newtonian, meskipun hal ini tidak akan dibahas secara rinci dalam artikel ini.

Penting untuk dicatat bahwa hanya ada dua elemen yang berada dalam keadaan agregasi dalam kondisi normal: brom dan merkuri, dan sesium, galium, fransium, dan rubidium juga dapat dengan mudah mencapai keadaan cair dalam kondisi yang memadai.

Mereka dapat diubah menjadi bentuk padat dengan proses pemadatan, serta diubah menjadi gas dengan cara direbus.

Jenis cairan

Menurut strukturnya, cairan dibagi menjadi lima jenis:

Pelarut

Mewakili semua cairan yang umum dan tidak umum dengan hanya satu jenis molekul dalam strukturnya, pelarut adalah zat yang berfungsi untuk melarutkan zat padat dan cairan lain di dalamnya, untuk membentuk jenis cairan baru.

Solusi

Mereka adalah cairan dalam bentuk campuran homogen, yang telah dibentuk oleh penyatuan zat terlarut dan pelarut, zat terlarut dapat menjadi padat atau cairan lain.

Emulsi

Mereka direpresentasikan sebagai cairan yang telah dibentuk dengan mencampurkan dua cairan yang biasanya tidak bercampur. Mereka diamati sebagai cairan yang tersuspensi di dalam yang lain dalam bentuk gumpalan, dan dapat ditemukan dalam bentuk W / O (air dalam minyak) atau O / W (minyak dalam air), tergantung pada strukturnya.

Suspensi

Suspensi adalah cairan di mana ada partikel padat yang tersuspensi dalam pelarut. Mereka dapat terbentuk di alam, tetapi paling sering terlihat di bidang farmasi.

Semprotan aerosol

Mereka terbentuk ketika gas dilewatkan melalui cairan dan yang pertama terdispersi pada yang kedua. Zat-zat ini bersifat cair dengan molekul gas, dan dapat terpisah dengan peningkatan suhu.

Gas

Gas dianggap sebagai keadaan materi yang dapat dimampatkan, di mana molekul dipisahkan dan didispersikan, dan di mana mereka mengembang untuk menempati volume wadah tempat mereka terkandung.

Selain itu, ada beberapa unsur yang ditemukan dalam bentuk gas secara alami dan dapat bergabung dengan zat lain untuk membentuk campuran gas.

Gas dapat diubah langsung menjadi cairan melalui proses kondensasi, dan menjadi padatan melalui proses deposisi yang jarang terjadi. Selain itu, mereka dapat dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi atau dilewatkan melalui medan elektromagnetik yang kuat untuk mengionisasikannya, mengubahnya menjadi plasma.

Mengingat sifat rumit dan ketidakstabilannya yang bergantung pada kondisi lingkungan, sifat gas dapat bervariasi sesuai dengan tekanan dan suhu di mana gas tersebut ditemukan, jadi terkadang Anda mengerjakan gas dengan asumsi bahwa gas tersebut "ideal".

Jenis gas

Ada tiga jenis gas menurut struktur dan asalnya, yang dijelaskan di bawah ini:

Alam unsur

Mereka didefinisikan sebagai semua elemen yang ditemukan dalam bentuk gas di alam dan dalam kondisi normal, diamati di planet Bumi dan juga di planet lain.

Dalam hal ini, oksigen, hidrogen, nitrogen, dan gas mulia, selain klorin dan fluor, dapat disebut sebagai contoh.

Senyawa alami

Mereka adalah gas yang terbentuk di alam melalui proses biologis dan terbuat dari dua atau lebih unsur. Mereka biasanya terdiri dari hidrogen, oksigen, dan nitrogen, meskipun dalam kasus yang sangat jarang mereka juga dapat dibentuk dengan gas mulia.

Buatan

Mereka adalah gas yang diciptakan manusia dari senyawa alami, dibuat untuk memenuhi kebutuhan manusia. Gas buatan tertentu seperti chlorofluorocarbons, agen anestesi dan sterilant mungkin lebih beracun atau mencemari dari yang diperkirakan sebelumnya, jadi ada peraturan untuk membatasi penggunaannya secara masif.

Plasma

Keadaan agregasi materi ini dijelaskan untuk pertama kalinya pada 1920-an dan dicirikan oleh tidak adanya materi di permukaan bumi.

Ia muncul hanya ketika gas netral dikenai medan elektromagnetik yang cukup kuat, membentuk kelas gas terionisasi yang sangat konduktif untuk listrik, dan itu juga cukup berbeda dari keadaan agregasi lain yang ada untuk mendapatkan klasifikasi sendiri sebagai keadaan. .

Materi dalam keadaan ini dapat dideionisasi menjadi gas lagi, tetapi ini merupakan proses kompleks yang membutuhkan kondisi ekstrem.

Diduga bahwa plasma mewakili keadaan materi paling melimpah di alam semesta; Argumen ini didasarkan pada keberadaan apa yang disebut "materi gelap", yang diajukan oleh fisikawan kuantum untuk menjelaskan fenomena gravitasi di ruang angkasa.

Jenis plasma

Ada tiga jenis plasma, yang diklasifikasikan hanya berdasarkan asalnya; Hal ini terjadi bahkan dalam klasifikasi yang sama, karena plasma sangat berbeda satu sama lain dan mengetahui satu tidak cukup untuk mengetahui semuanya.

Buatan

Ini adalah plasma buatan manusia, seperti yang ditemukan di dalam layar, lampu fluoresen dan tanda neon, dan dalam propelan roket.

Tanah

Ini adalah plasma yang dibentuk dengan cara tertentu oleh Bumi, membuatnya jelas bahwa itu terjadi terutama di atmosfer atau lingkungan serupa lainnya dan tidak terjadi di permukaan. Ini termasuk petir, angin kutub, ionosfer, dan magnetosfer.

Ruang

Plasma itulah yang diamati di luar angkasa, membentuk struktur dengan ukuran berbeda, bervariasi dari beberapa meter hingga perluasan tahun cahaya yang sangat besar.

Plasma ini diamati di bintang-bintang (termasuk Matahari kita), di angin matahari, medium antarbintang dan antar galaksi, serta nebula antarbintang.

Kondensat Bose-Einstein

Kondensat Bose-Einstein adalah konsep yang relatif baru. Ini berawal pada tahun 1924, ketika fisikawan Albert Einstein dan Satyendra Nath Bose meramalkan keberadaannya secara umum.

Keadaan materi ini digambarkan sebagai gas encer boson - partikel elementer atau senyawa yang diasosiasikan sebagai pembawa energi - yang telah didinginkan hingga suhu sangat mendekati nol absolut (-273,15 K).

Di bawah kondisi ini, boson komponen kondensat lolos ke keadaan kuantum minimumnya, menyebabkan mereka menyajikan sifat-sifat fenomena mikroskopis yang unik dan khusus yang memisahkannya dari gas normal.

Molekul kondensat BE menunjukkan karakteristik superkonduktivitas; Artinya, tidak ada hambatan listrik. Mereka juga dapat menunjukkan karakteristik superfluiditas, yang membuat zat memiliki viskositas nol, sehingga dapat mengalir tanpa kehilangan energi kinetik akibat gesekan.

Karena ketidakstabilan dan keberadaan materi yang singkat dalam keadaan ini, kemungkinan penggunaan jenis senyawa ini masih dipelajari.

Inilah sebabnya, selain digunakan dalam penelitian yang mencoba memperlambat kecepatan cahaya, tidak banyak penerapan yang telah dicapai untuk zat jenis ini. Namun, ada indikasi bahwa hal itu dapat membantu umat manusia dalam banyak peran di masa depan.

Referensi

1. BBC. (sf). Serikat Materi. Diperoleh dari bbc.com
2. Belajar, L. (sf). Klasifikasi Materi. Diperoleh dari course.lumenlearning.com
3. LiveScience. (sf). Serikat Materi. Diperoleh dari livescience.com
4. Universitas, P. (sf). Serikat Materi. Diperoleh dari chem.purdue.edu
5. Wikipedia. (sf). Status Materi. Diperoleh dari en.wikipedia.org