EN homogent system Det er den delen av universet som består av en enkelt materiefase. Det kan være en helt jevn fase, eller bestå av en ordnet og symmetrisk blanding av grunnstoffer, som i tilfelle homogene kjemiske systemer, er partikler (molekyler, atomer, ioner, etc.).
Naturen har en tendens til, gjennom usikre eller velkjente mekanismer, å homogenisere noen eiendommer eller hele selve systemet. På jorden er det et orkester med balanse mellom homogene og heterogene systemer, betraktet som slike gjennom visuelle utforskninger.
Det vil si at i første omgang kvalifiserer øynene om et system (ethvert objekt eller rom) er homogent eller ikke. Hvis det er overfladisk, er neste trinn å spørre deg selv hvordan sammensetningen er og hvordan elementene er ordnet. Med dette i tankene kan det bekreftes eller ikke (med viss sikkerhet) hvis systemet presenterer homogenitet i egenskapene.
På bildet over har du for eksempel bildet av en kaffekopp, en tallerken og en sukkerinnpakning med et lykkelig ansikt. Hvis disse tre elementene ble vurdert for en studie, ville systemet være heterogent, men hvis bare den svarte kaffen inne i koppen ble studert, i dette tilfellet ville vi snakke om et homogent system.
Hvorfor? For ved første øyekast har svart kaffe en jevn overflate, og du tror kanskje det er interiøret. Hvis sukkeret ble tilsatt uten omrøring, ville det legge seg på bunnen av koppen, og det opprinnelige homogene systemet ville bli heterogent..
Imidlertid, hvis kaffen ble omrørt til sukkeret var helt oppløst, ville dets homogenitet komme tilbake, men med den nye organoleptiske egenskapen at den nå er søtere enn før. For å være homogen, må hver dråpe kaffe som hentes fra et hvilket som helst hjørne av koppen, smake nøyaktig den samme.
På den annen side kan en kopp svart kaffe sammenlignes med en med en boblende overflate. Det andre ville være mindre homogent enn det første, siden det ikke presenterer en jevn fordeling av boblene. Men hvis de to kaffene smaker likt, og mangler sukkerkrystaller (de viktigste variablene), så er de begge like homogene..
Kaffe med pisket krem, eller med kunstneriske tegninger på overflaten, kan tas av heterogene systemer (selv om blandingen er homogen med hensyn til kaffe).
Artikkelindeks
Hvilke egenskaper skal et homogent system ha?
-Den må ha en enkelt materialefase (væske, fast eller gass).
-Når det gjelder en blanding, må komponentene være i stand til å danne en ensartet fase. Dette er tilfelle med kaffe og sukker. Hvis det er uoppløste sukkerkrystaller i bunnen av glasset eller koppen, utgjør de en andre fase..
-De intensive egenskapene (tetthet, viskositet, molarvolum, kokepunkt osv.) Må være de samme på alle punkter i systemet. Dette gjelder også de organoleptiske egenskapene (smak, farge, lukt osv.). Dermed er en marengs med en smak og smak et homogent system så lenge det ikke har et annet element (som hakket frukt).
-Komponentene i blandingene deres er ordnet i rommet på en homogen og symmetrisk måte.
Sistnevnte funksjon kan utløse forvirring og motstridende synspunkter.
Sjakkbrettet (uten brikkene) representerer for eksempel et punkt der ulike meninger oppstår om det. Er det homogent eller heterogent? Og hvis de svarte og hvite rutene veksler i rader (en hvit, en svart og så videre), hva ville svaret være i det scenariet?
Fordi boksene er differensiert fra hverandre etter farge, er dette hovedvariabelen. Det er en merkbar forskjell mellom hvitt og svart, som veksler på hele tavlen.
Hver farge representerer en komponent, og blandingen er homogen hvis deres fysiske arrangement er orientert på en slik måte at forskjellene i deres egenskaper minimeres. Derfor bør fargene ordnes så jevnt og symmetrisk som mulig..
Fra dette resonnementet er sjakkbrettet homogent, for til tross for at det er heterogent med hensyn til fargene, veksler forskjellen jevnt. Mens med fargene som vises i rader, er "svarte og hvite faser" tydelige, noe som tilsvarer å ha to faser og gå inn i definisjonen av et heterogent system..
Homogene systemer kan ha mange klassifiseringer, som avhenger av hvilken kunnskapsgren de tilhører. I kjemi er det ikke nok å observere et system overfladisk, men å finne hvilke partikler som komponerer det og hva de gjør i det.
Umettede løsninger er homogene blandinger eller systemer som ikke bare finnes i kjemi, men også i hverdagen. Sjøen og havene er gigantiske masser av umettet saltvann. Løsemiddelmolekyler, vanligvis i flytende fase, omgir oppløste molekyler og hindrer dem i å samle seg for å danne et fast stoff eller en boble..
Nesten alle løsninger faller inn i denne klassifiseringen. Uren alkohol, syrer, baser, en blanding av organiske løsningsmidler, indikatorløsninger eller overgangsmetallreagenser; alt inneholdt i volumetriske ballonger eller glass- eller plastbeholdere, klassifisert som homogene systemer.
Gitt den mindre dannelsen av en andre fase i noen av disse løsningene, er systemet ikke lenger homogent.
Uttrykket "urene alkoholer" ble skrevet ovenfor, med henvisning til det faktum at de vanligvis blandes med vann. Imidlertid er rene alkoholer, så vel som andre flytende forbindelser, homogene systemer. Dette gjelder ikke bare væsker, men også faste stoffer og gasser..
Hvorfor? For når du bare har en type partikkel i et system, snakker du om høy homogenitet. De er alle like, og den eneste variasjonen er i måten de vibrerer eller beveger seg på; men i forhold til dets fysiske eller kjemiske egenskaper er det ingen forskjell i noen del av systemet.
Dette betyr at en terning av rent jern er et homogent system fordi den bare har jernatomer. Hvis et fragment ble revet fra noen av dets toppunkter, og dets egenskaper ble bestemt, ville de samme resultatene oppnås; det vil si at homogeniteten til egenskapene er oppfylt.
Hvis det var urent, ville dets egenskaper svinge innenfor et verdiområde. Dette er effekten av urenheter på jern og andre stoffer eller forbindelser.
Hvis jernkuben derimot har rustne deler (rød) og metalldeler (gråaktig), så er det et heterogent system.
Homogene reaksjoner er kanskje de viktigste homogene kjemiske systemene. I dem er alle reaktantene i samme fase, spesielt væske- eller gassfasen. De er preget av større kontakt og molekylære kollisjoner mellom reaktantene.
Siden det bare er en fase, beveger partiklene seg med større frihet og hastigheter. På den ene siden er dette en stor fordel; men på den annen side kan det dannes uønskede produkter eller noen reagenser beveger seg så raskt at de ikke kolliderer effektivt.
Reaksjonen av varme gasser med oksygen for å skape brann er et symbolsk eksempel på denne typen reaksjoner..
Ethvert annet system hvor reagenser med forskjellige faser deltar, for eksempel oksidasjon av metaller, betraktes som en heterogen reaksjon.
I prinsippet, gitt deres ensartethet, er det ikke mulig å skille komponentene i homogene systemer ved mekaniske metoder; mye mindre hvis det er en ren substans eller forbindelse, fra hvis fraksjoner de grunnleggende atomer er oppnådd.
For eksempel er det enklere (eller raskere) å skille komponentene i en pizza (heterogent system), enn de i en kaffe (homogent system). I den første er det nok å bruke hendene til å fjerne ingrediensene; mens det med det andre, vil det ta mer enn hender å skille kaffen fra vannet.
Metodene varierer i henhold til kompleksiteten i systemet og dets materialfaser.
Fordampning består av oppvarming av en løsning til løsningsmidlet fordamper helt, og etterlater oppløst stoff. Derfor blir denne metoden brukt på homogene væske-faste systemer.
For eksempel, når et pigment oppløses i en beholder med vann, er systemet i utgangspunktet heterogent, siden krystallene i pigmentet ennå ikke har diffundert gjennom volumet. Etter en stund blir alt vannet i samme farge, noe som indikerer en homogenisering.
For å gjenvinne det tilsatte pigmentet, må hele vannvolumet varmes opp til det fordamper. Dermed molekylene av HtoEller de øker sin gjennomsnittlige kinetiske energi takket være energien som tilføres varme. Dette fører til at de rømmer inn i gassfasen og etterlater pigmentkrystaller i bunnen (og på veggene i beholderen)..
Det samme skjer med sjøvann, hvorfra saltene kan ekstraheres som hvite steiner når de varmes opp.
På den annen side blir fordampning også brukt til å fjerne flyktige oppløste stoffer som gassformige molekyler (Oto, COto, Nto, etc.). Når løsningen varmes opp, begynner gassene å samles for å danne bobler, hvis trykk, hvis den overstiger det ytre trykket, vil stige for å slippe ut av væsken..
Denne metoden gjør det mulig å gjenvinne organiske løsningsmidler ved å påføre et vakuum. Det er veldig nyttig, spesielt når du utvinner oljer eller fett fra organisk materiale.
På denne måten kan løsningsmidlet gjenbrukes for fremtidige ekstraksjoner. Disse eksperimentene er veldig vanlige i studien av naturlige oljer hentet fra noe organisk materiale (puré, frø, blomster, fruktskjell osv.).
Destillasjon tillater separasjon av komponenter i et homogent væske-væske-system. Den er basert på forskjellen mellom kokepunktene til hver komponent (ATeb); jo større forskjell, desto lettere blir det å skille dem.
Det krever en kjølekolonne som fremmer kondens av den mest flyktige væsken, som deretter vil strømme inn i en samleballong. Destillasjonstypen varierer avhengig av verdiene til ATeb og stoffene som er involvert.
Denne metoden er mye brukt når man renser homogene blandinger; slik som for eksempel utvinning av et gassformig produkt fra en homogen reaksjon. Imidlertid har den også anvendelse på heterogene blandinger, slik det forekommer i raffineringsprosessene av råolje for å oppnå fossile brensler og andre produkter..
Og hva med homogene gassformede systemer? De er sammensatt av mer enn en type gassformige molekyler eller atomer, som er forskjellige i molekylære strukturer, masser og atomradier..
Derfor har de sine egne fysiske egenskaper og oppfører seg annerledes når de møter et økning i trykk og en reduksjon i temperaturen..
Når både T og P varierer, har noen gasser en tendens til å samhandle sterkere enn andre; sterk nok til å kondensere til en flytende fase. Hvis derimot hele systemet kondenserer, brukes destillasjon av kondensatkomponentene..
Hvis A og B er gasser, kondenserer de gjennom kondensering til en homogen blanding, som deretter blir destillert. På denne måten oppnås ren A og B i forskjellige beholdere (for eksempel separat flytende oksygen og nitrogen)..
Ytterligere eksempler på homogene systemer er oppført nedenfor..
-Hvit tannkrem.
-Eddik, samt kommersielle alkohol- og flytende vaskemidler.
-Blodplasma.
-Luften. Skyer kan også betraktes som homogene systemer, selv om de faktisk inneholder mikrodråper med vann..
-Alkoholholdige drikker uten is.
-Parfymer.
-Gelé, melk og honning. Imidlertid er de mikroskopisk heterogene systemer, til tross for at de viser en enkelt fase for det blotte øye.
-Enhver solid gjenstand med synlige ensartede egenskaper, for eksempel farge, lysstyrke, dimensjoner, etc. For eksempel symmetriske og metalliske nuggets, eller fasetterte blokker av et mineral eller salt. Speil faller også innenfor dette området av objekter.
-Stål og metalllegeringer. Dens metallatomer er ordnet i et krystallinsk arrangement der metallbindingen deltar. Hvis fordelingen av atomene er jevn, uten "lag" av atomer av et metall X eller Y.
-Alle løsninger tilberedt i eller utenfor laboratoriet.
-Rene hydrokarboner (butan, propan, cykloheksan, benzen, etc.).
-Alle synteser eller produksjoner der reagensene eller råmaterialet er i en enkelt fase.
Noen reaksjoner akselereres ved å tilsette homogene katalysatorer, som er stoffer som deltar i henhold til en veldig spesifikk mekanisme i samme fase av reaktantene; i reaksjoner utført i vandige oppløsninger, må disse katalysatorene være løselige.
Generelt er homogen katalyse veldig selektiv, men ikke veldig aktiv eller stabil.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.