EN heterogent system Det er den delen av universet som er okkupert av atomer, molekyler eller ioner, på en slik måte at de danner to eller flere skillbare faser. Med "del av universet" forstås en dråpe, en ball, reaktoren, bergarter; og etter fase, til en tilstand eller aggregasjonsmåte, enten fast, flytende eller gassformig.
Heterogeniteten til et system varierer fra definisjonen fra ett kunnskapsfelt til et annet. Imidlertid deler dette konseptet mange likheter innen matlaging og kjemi..
For eksempel er en pizza med overflaten fylt med ingredienser, som den på bildet ovenfor, et heterogent system. På samme måte teller salat, en blanding av nøtter og frokostblandinger, eller en brusdrikke også som heterogene systemer..
Merk at elementene er synlige ved første øyekast og kan skilles manuelt. Hva med majones? Eller melk? Ved første øyekast er de homogene, men mikroskopisk er de heterogene systemer; mer spesifikt er de emulsjoner.
I kjemi består ingrediensene av reagenser, partikler eller et stoff som studeres. Fasene er ikke annet enn fysiske aggregater av nevnte partikler, som gir alle kvalitetene som kjennetegner fasene. Alkoholens flytende fase "oppfører seg" annerledes enn den for vann, og enda mer, fra den for flytende kvikksølv..
I visse systemer er fasene like gjenkjennelige som en mettet sukkeroppløsning, med krystaller i bunnen. Hver og en kan i seg selv klassifiseres som homogen: over en fase dannet av vann, og under, en fast fase sammensatt av sukkerkrystaller..
Når det gjelder vannsukkersystemet, snakker vi ikke om en reaksjon, men om metning. I andre systemer er transformasjonen av materie til stede. Et enkelt eksempel er blandingen av et alkalimetall, slik som natrium, og vann; Det er eksplosivt, men i utgangspunktet er delen av metallisk natrium omgitt av vann.
Som med majones, er det heterogene systemer innen kjemi som makroskopisk passerer for homogen, men under lyset av et kraftig mikroskop, skinner deres sanne heterogene faser..
Artikkelindeks
Hva kjennetegner et heterogent kjemisk system? Generelt kan de listes opp som følger:
-De består av to eller flere faser; med andre ord, det er ikke ensartet.
-Den kan generelt bestå av hvilket som helst av de følgende parene av faser: fast-fast, fast-væske, fast-gass, væske-væske, flytende-gass; og i tillegg kan alle tre være til stede i det samme fast-væske-gass-systemet.
-Dens komponenter og faser skiller seg i første omgang med det blotte øye. Derfor er det nok å observere systemet for å trekke konklusjoner ut fra dets egenskaper; slik som farge, viskositet, størrelse og form på krystaller, lukt osv..
-Det involverer vanligvis en termodynamisk likevekt, eller en høy eller lav affinitet mellom partiklene i en fase eller mellom to forskjellige faser..
-De fysisk-kjemiske egenskapene varierer avhengig av region eller retning av systemet. Verdiene for for eksempel smeltepunktet kan således variere fra en region av et heterogent fast stoff til et annet. Også (det vanligste tilfellet) endres fargene eller tonalitetene i hele det faste stoffet (væske eller gass) når de sammenlignes..
-De er blandinger av stoffer; det vil si at det ikke gjelder rene stoffer.
Ethvert homogent system kan betraktes som heterogent hvis skalaen eller observasjonsgraden modifiseres. For eksempel er en karaffel fylt med rent vann et homogent system, men når molekylene observeres, er det millioner av dem med sine egne hastigheter..
Fra molekylært synspunkt fortsetter systemet å være homogent siden det bare er H-molekylertoO. Men ved å ytterligere redusere observasjonsskalaen til atomnivåene blir vann heterogent, siden det ikke består av en eneste type atom, men av hydrogen og oksygen..
Derfor avhenger egenskapene til heterogene kjemiske systemer av graden av observasjon. Hvis du vurderer den mikroskopiske skalaen, kan du finne deg selv med mangesidige systemer.
Et fast A, tilsynelatende homogent og sølvfarget, kan bestå av flere lag av forskjellige metaller (ABCDAB ...) og derfor være heterogent. Derfor er A makroskopisk homogen, men heterogen på mikro- (eller nano) nivå..
På samme måte er de samme atomer heterogene systemer, siden de er laget av vakuum, elektroner, protoner, nøytroner og andre subatomære partikler (for eksempel kvarker).
Med tanke på en makroskopisk grad av observasjon, som definerer de synlige egenskapene eller en målbar egenskap, kan heterogene kjemiske systemer klassifiseres på følgende måter:
Mettede oppløsninger er en type kjemisk heterogent system der det oppløste stoffet ikke kan fortsette å oppløses og danner en fase som er atskilt fra løsningsmidlets. Eksemplet på vann og sukkerkrystaller faller inn i denne klassifiseringen.
Løsemiddelmolekyler når et punkt der de ikke kan ta imot eller oppløse løsningsmidlet. Deretter vil den ekstra løsningen, enten den er fast eller gassformig, raskt omgruppere for å danne et fast stoff eller bobler; det vil si et væske-fast eller flytende gass-system.
Oppløsningsmidlet kan også være en væske som er blandbar med løsningsmidlet opp til en viss konsentrasjon; ellers ville de være blandbare i alle konsentrasjoner og ikke danne en mettet løsning. Det forstås ved blandbar at blandingen av de to væskene danner en ensartet fase.
Hvis den flytende oppløsningen derimot ikke kan blandes med løsningsmidlet, slik det er tilfelle med olje- og vannblandingen, blir jo mindre mengde tilført løsningen mettet. Som et resultat dannes to faser: den ene vandige og den andre fete..
Noen salter oppretter en løselighetsbalanse fordi interaksjonene mellom ionene deres er veldig sterke og de omgrupperes i krystaller som vann ikke kan dissosiere..
Denne typen heterogent system består også av en væske og en fast fase; men i motsetning til mettede oppløsninger, er det oppløste stoffet et salt som ikke krever store mengder å utfelle.
For eksempel når du blander to vandige oppløsninger av umettede salter, den ene av NaCl og den andre av AgNO3, det uoppløselige saltet AgCl utfelles. Sølvklorid etablerer en løselighetsvekt i løsningsmidlet, med et hvitt fast stoff som observeres i den vandige beholderen..
Dermed avhenger egenskapene til disse løsningene av typen dannet bunnfall. Generelt er kromsalter veldig fargerike, så vel som de av mangan, jern eller noe metallkompleks. Dette bunnfallet kan være et krystallinsk, amorft eller gelatinøst fast stoff..
En isblokk kan utgjøre et homogent system, men når den smelter, danner den en ekstra fase med flytende vann. Derfor er faseovergangene til et stoff også heterogene systemer.
I tillegg kan noen molekyler rømme fra isoverflaten til dampfasen. Dette skyldes det faktum at ikke bare flytende vann har damptrykk, men også is, men i mindre grad.
Heterogene faseovergangssystemer gjelder ethvert stoff (rent eller urent). Dermed tilhører alle faste stoffer som smelter, eller væsken som fordamper, til denne typen system..
En veldig vanlig klasse av heterogene systemer i kjemi er faste stoffer eller gasser med forskjellige komponenter. For eksempel faller pizzaen på bildet i denne klassifiseringen. Og hvis det i stedet for ost, paprika, ansjos, skinke, løk osv. Hadde svovel, kull, fosfor og kobber, ville et annet heterogent fast stoff være.
Svovel skiller seg ut for sin gule farge; kull for å være et svart fast stoff; fosfor er rød i fargen; og skinnende, metallisk kobber. Alle er solide, derfor består systemet av en fase, men med flere komponenter. I hverdagen er eksemplene på denne typen systemer uberegnelige.
Gasser kan også danne heterogene blandinger, spesielt hvis de har forskjellige farger eller tettheter. De kan bære veldig små partikler, som de av vann inne i skyene. Når de vokser i størrelse, absorberer de synlig lys, og som et resultat blir skyene grå..
Et eksempel på et heterogent fastgasssystem er røyk, som består av veldig små karbonpartikler. Av denne grunn er røyk fra ufullstendig forbrenning svartaktig i fargen..
Fasene eller komponentene i et heterogent system kan skilles fra ved å utnytte forskjeller i deres fysiske eller kjemiske egenskaper. På denne måten blir det originale systemet fraksjonert til bare homogene faser gjenstår. Noen av de vanligste metodene er som følger.
Filtrering brukes til å skille et fast stoff eller bunnfall fra en væske. Dermed klarer de to fasene å skille seg, men med en viss grad av urenhet. Av denne grunn blir det faste stoffet vanligvis vasket og deretter tørket i en ovn. Denne prosedyren kan gjøres enten ved å bruke et vakuum, eller bare ved å bruke tyngdekraften..
Denne metoden er også nyttig for å skille et fast stoff fra en væske. Den skiller seg noe fra den forrige ved at faststoffet generelt har en fast konsistens og er fullstendig avsatt i bunnen av beholderen. For å gjøre dette, bare vipp munnen på beholderen i en passende vinkel slik at væsken strømmer ut av den..
På samme måte tillater dekantering to væsker å skilles fra, det vil si et væske-væske-system. I dette tilfellet brukes en skilletrakt.
Den tofasede blandingen (to ikke-blandbare væsker) overføres til trakten, og væsken med lavere tetthet vil være plassert på toppen; mens den med høyest tetthet, i nedre del, i kontakt med utløpsåpningen.
Det øverste bildet representerer en skilletragt. Denne glassvaren brukes også til væske-væske-ekstraksjoner; det vil si å trekke ut et løst stoff fra den opprinnelige væsken ved å tilsette en annen væske der den er enda mer løselig.
Sikting brukes til å skille faste komponenter i forskjellige størrelser. Det er veldig vanlig å finne en sil eller en sil inne på kjøkkenet for å rengjøre kornene, rense hvetemelet eller fjerne faste rester fra tykk juice. I kjemi kan den brukes til å skille små krystaller fra større.
Denne metoden brukes for faste og faste systemer der en eller flere av komponentene tiltrekkes av en magnet. Dermed blir den opprinnelige heterogene fasen renset når magneten fjerner de ferromagnetiske elementene. For eksempel brukes magnetisering til å skille blikk fra søppel.
Sentrifugering skiller et suspendert fast stoff fra en væske. Det kan ikke filtreres fordi partiklene svømmer jevnt og opptar hele volumet av væsken. For å skille begge fasene utsettes en mengde av den heterogene blandingen for en sentrifugalkraft som sedimenterer det faste stoffet i bunnen av sentrifugerøret..
Sublimeringsseparasjonsmetoden brukes bare for flyktige faste stoffer; dvs. for de med høyt damptrykk ved lave temperaturer.
Ved oppvarming av den heterogene blandingen rømmer det flyktige faste stoffet ut i gassfasen. Et eksempel på anvendelse er rensing av en prøve som er forurenset med jod eller ammoniumklorid..
Så langt har flere eksempler på heterogene kjemiske systemer blitt nevnt. For å utfylle dem er flere oppført nedenfor og andre utenfor den kjemiske konteksten:
-Granitt, elvestein, fjell eller hvilken som helst stein med årer i mange farger.
-Mineraler teller også som heterogene systemer, ettersom de består av forskjellige typer faste strukturer som består av ioner. Dens kvaliteter er resultatet av samspillet mellom ionene i en krystallstruktur og urenheter.
-Brus. I dem er det en flytende-gass likevekt, som ved å redusere det ytre trykket, reduserer løseligheten til den oppløste gassen; Av denne grunn observeres mange bobler (gassformig løsemiddel) stige til overflaten av væsken når de blir avdekket.
-Ethvert reaksjonsmedium som involverer reagenser i forskjellige faser, og som også krever en magnetomrører for å garantere høyere reaksjonshastighet.
-Heterogene katalysatorer. Disse faste stoffene gir steder på overflaten eller porene der kontakten mellom reaktantene akselereres, og de griper ikke inn eller gjennomgår en irreversibel transformasjon i reaksjonen..
-En kantet vegg, en mosaikkvegg eller den arkitektoniske utformingen av en bygning.
-Flerlags gelatiner av mange smaker.
-En Rubiks kube.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.