Fazy. Stany skupienia

Wszelkie przemiany chemiczne odbywają się na podłożu materialnym. Zespół ciał materialnych myślowo odosobniony od otaczającego je środowiska określa się jako układ materialny. Zależnie od własności fizycznych dzieli się układy na jednolite i niejednolite. Układ jest jednolity, jeśli każda dostępna badaniu część jego ma te same własności co i inne części. Przykładami układów jednolitych mogą być: woda, powietrze (w niezbyt grubych warstwach), szkło, kryształ kwarcu. Układy nie wykazujące tej cechy nazywa się niejednolitymi (mieszanina wody z lodem, mleko, granit). W układzie niejednolitym można zazwyczaj wyodrębnić części same w sobie jednolite, odgraniczone od pozostałych wyraźnie zaznaczonymi powierzchniami rozdziału. Takie jednolite części układu niejednolitego nazywane są fazami. Zamiast o układzie jednolitym można mówić o układzie jednofazowym, zamiast o niejednolitym — o wielofazowym.

Zależnie od warunków zewnętrznych substancje jednolite (lub też poszczególne fazy układów niejednolitych) mogą występować w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym. Dokładne rozgraniczenie tych stanów nastręcza pewne trudności. Można jednak podać ich istotne cechy, po których dają się one odróżnić.

Stan stały różni się od ciekłego i gazowego tym, że substancje stałe w określonych warunkach fizycznych mają nie tylko określoną objętość, ale i określony kształt zewnętrzny. Pod wpływem działania siły substancja stała doznaje większych lub mniejszych zmian zarówno objętości, jak i postaci zewnętrznej. Wskutek tych odkształceń występują jednak w substancji opory, dzięki którym po ustaniu działania siły odkształcającej substancja powraca do swojej pierwotnej postaci, jeśli tylko siła nie przekroczyła pewnej granicy, różnej dla rozmaitych substancji, zwanej granicą sprężystości. Ta zdolność odzyskiwania poprzedniej objętości lub postaci po ustaniu działania siły odkształcającej nazywa się sprężystością objętości lub postaci. Pierwszy rodzaj sprężystości występuje zarówno w substancjach stałych, jak w cieczach i gazach. Sprężystość postaci natomiast jest właściwa wyłącznie sub- stancjom stałym. Ciecze i gazy zaś już pod wpływem najmniejszych sił, nawet własnego ciężaru, ulegają trwałym odkształceniom po dłuższym lub krótszym czasie, zależnie od ich lepkości. Dlatego ciecze i gazy przyjmują kształt naczynia, w którym są zawarte.