Apa perbedaan antara fase dan keadaan materi?

Dalam banyak konteks, istilah “fase materi” dan “keadaan materi” digunakan secara bergantian seolah-olah mereka sinonim. Hal yang sama dapat dikatakan sehubungan dengan perubahan fase dan perubahan keadaan. Namun, ada perbedaan halus yang membuat istilah ini tidak persis sama.

Selanjutnya, kita akan mengeksplorasi perbedaan-perbedaan ini untuk belajar membedakan dengan jelas ketika kita berbicara tentang fase dan ketika tentang keadaan materi.

Apakah keadaan materi?

Keadaan materi adalah berbagai cara di mana partikel penyusunnya dapat ditambahkan atau digabungkan. Karena alasan ini, mereka juga disebut keadaan agregasi materi . Keadaan ini pada dasarnya ditentukan berdasarkan mobilitas partikelnya yang ada dalam struktur zat.

Dalam pengertian ini, substansi yang sama umumnya dapat menemukan empat keadaan materi berikut:

• Keadaan padat: ditandai dengan dibentuknya benda-benda dengan bentuk dan volume tertentu. Dalam keadaan padat, semua partikel terbatas pada posisi tetap, dengan kebebasan bergerak yang sangat kecil. Ini memberikan padatan volume yang pasti dan bentuk yang pasti.
• Keadaan Cair: dalam cairan, partikel penyusun suatu zat sangat dekat satu sama lain, tetapi penyatuannya cukup longgar untuk memungkinkan partikel mengalir dan meluncur dari satu tempat ke tempat lain dengan kebebasan relatif. Karena alasan ini, cairan memiliki volume yang ditentukan, tetapi bukan bentuk yang ditentukan, memperoleh bentuk wadah yang menampungnya.
• Keadaan gas: Dalam keadaan ini partikel-partikel pada dasarnya terpisah satu sama lain, berinteraksi sangat sedikit satu sama lain. Zat dalam keadaan gas ditandai dengan memiliki kerapatan yang sangat rendah, dan dengan tidak memiliki bentuk atau volume yang ditentukan.
• Plasma: Plasma adalah campuran gas elektron bebas dan ion positif (kation) yang dibentuk dengan memanaskan gas pada suhu yang sangat tinggi. Temperatur ini sangat tinggi sehingga ketika mereka bertabrakan satu sama lain, atom benar-benar merobek elektron satu sama lain. Materi bintang berada dalam keadaan plasma, di sebagian besar bintang.

Banyak zat dapat eksis di salah satu kondisi ini, sementara yang lain tidak. Air adalah contoh khas dari zat yang dapat kita temukan dalam keadaan padat, cair, dan gas, bahkan pada waktu yang bersamaan dalam kondisi yang relatif normal. Di sisi lain, sukrosa atau gula meja biasa bisa ada dalam keadaan padat (seperti yang biasa kita temukan), dan kita juga bisa mencairkannya, sehingga menjadi cair seperti saat kita membuat karamel. Namun, jika kita terus memanaskan sukrosa cair, alih-alih berubah menjadi gas, sukrosa biasanya terurai atau terkarbonisasi sebelum berubah menjadi gas.

Selain keadaan umum ini, ada keadaan lain yang kurang umum yang hanya ada di bawah kondisi suhu dan tekanan yang sangat ekstrem. Misalnya, ada kondensat Bose-Einstein yang hanya terbentuk pada suhu yang sangat rendah, sangat mendekati nol mutlak; keadaan degenerasi materi yang ada dalam kondisi kepadatan yang sangat tinggi seperti pada bintang neutron yang terbentuk setelah bintang mati, dan plasma quark-gluon , yang terbentuk hanya dalam kondisi energi yang sangat tinggi.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Keadaan Materi

Apakah zat tertentu berbentuk padat, cair, atau gas bergantung pada persaingan antara gaya yang mencoba menyatukan partikel-partikelnya, dan gaya yang cenderung memisahkannya. Gaya interaksi yang ada di antara partikelnya, atau gaya kohesif, cenderung menyatukan partikel, sedangkan getaran termal cenderung memisahkannya. Di sisi lain, tekanan tinggi cenderung mendekatkan partikel, memfasilitasi interaksi antar partikel dan cenderung memadatkannya.

Apa fase materi?

Konsep fase berbeda dengan konsep negara. Dalam fisika dan kimia, fase materi mengacu pada bagian materi atau zona atau wilayah dalam suatu sistem di mana sifat fisik dan kimianya seragam atau homogen.

Ini mungkin tampak seperti konsep yang mirip dengan keadaan, karena ada kasus di mana suatu zat dalam keadaan fisik juga dalam bentuk fase tunggal. Ini terjadi, misalnya, dalam kasus air. Air dalam keadaan gas, yaitu uap air, pada saat yang sama merupakan fase, karena uap air pada dasarnya homogen. Hal yang sama dapat dikatakan tentang air cair dan es. Dalam kasus ini, membicarakan fase gas air pada dasarnya sama dengan membicarakan air dalam wujud gas.

Namun, ada zat lain yang bisa eksis dalam bentuk berbeda meski berada dalam keadaan yang sama. Contohnya adalah silikon oksida atau silika, yang dapat eksis dalam berbagai fase, semuanya dalam keadaan padat. Tergantung pada suhu dan kondisi tekanan, silika dapat eksis sebagai kuarsa-a, kuarsa-β, kristobalit, tridimit, coesit, dan lainnya. Masing-masing fase ini semuanya dalam keadaan padat dan masing-masing memiliki struktur dan sifat fisik-kimia tertentu yang berbeda dari yang lain.

Fase dalam sistem multikomponen

Fase dan keadaan materi mudah dipahami dalam kasus zat murni atau sistem yang terdiri dari satu komponen. Namun, ketika kita mencampur berbagai komponen untuk membentuk sistem biner, terner, dan lebih kompleks, perilaku materi yang tidak terduga dapat muncul.

Dalam kasus ini, sejumlah besar fase berbeda dapat dibentuk tergantung pada komposisi sistem dan proporsi di mana komponen yang berbeda ditemukan. Paduan adalah contoh jelas dari sistem kompleks ini di mana kita dapat memperoleh sifat yang sangat berbeda dengan mencampurkan logam bersama-sama.

Konsep fase juga sangat berguna untuk mendeskripsikan campuran cairan yang tidak dapat bercampur seperti minyak dan air. Meskipun, secara keseluruhan, sistem dalam keadaan cair, jelas bahwa ada dua fasa yang berbeda, yang satu dibentuk oleh minyak yang mengapung di atas fasa air. Perhatikan bahwa, dalam hal ini, tidak masuk akal untuk berbicara tentang “keadaan” berminyak atau organik dan “keadaan” berair, tetapi masuk akal untuk berbicara tentang fase berminyak atau organik dan fase berair.

Ringkasan perbedaan antara keadaan dan fase materi

Keadaan materi ditentukan berdasarkan mobilitas partikel penyusunnya. Alih-alih, fase materi didefinisikan berdasarkan sifat fisik dan kimia materi, dan beberapa fase berbeda dapat ditemukan dengan komposisi yang sama dan dalam keadaan agregasi yang sama tetapi, bagaimanapun, memiliki sifat yang berbeda.

Di sisi lain, wujud materi bisa padat, cair, gas, dan plasma, serta wujud lain yang lebih eksotis yang ada dalam kondisi ekstrem. Di sisi lain, beberapa fase cair dan gas dan beberapa fase padat dapat hidup berdampingan dalam sistem yang sama. Ini menunjukkan bahwa konsep keadaan materi adalah konsep yang lebih umum atau kurang spesifik daripada fase materi.

Referensi

Perbedaan Antara Fase dan Status . (2015, 11 Oktober). dokumen.tips. https://dokumen.tips/documents/difference-between-phase-and-state.html

Ehlers, EG dan Potter, S. (2019, 14 November). fase – Sistem biner . Ensiklopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/phase-state-of-matter/Binary-systems

Fase Materi dan Keadaan Materi . (2011, 15 Juni). Perbedaan antara. http://www.differencebetween.net/science/difference-between-phase-of-matter-and-state-of-matter/

silika dan kesehatan. (2019). silika kristal . Portal web SCR. https://www.siliceysalud.es/index.php/el-polvo-y-la-scr/la-silice/silice-cristalina/

Vatalis, Konstantinos & Charalambides, George & Benetis, Nikolas-Plutarch. (2015). Pasar Aplikasi Inovatif Kuarsa Kemurnian Tinggi. Proceded Ekonomi dan Keuangan. 24. 734-742. https://www.researchgate.net/figure/Phase-diagram-of-silica_fig1_283954321