Iseloomulik homogeenne süsteem, klassifikatsioon, fraktsioneerimismeetodid



A homogeenne süsteem see on see universumi see osa, mis koosneb ainese faasist. See võib olla täiesti ühtlane faas või koosneda tellitud ja sümmeetrilisest elementide segust, mis homogeensete keemiliste süsteemide puhul on osakesed (molekulid, aatomid, ioonid jne)..

Loodus kaldub ebakindlate või hästi tuntud mehhanismide kaudu homogeniseerima teatud vara või kogu süsteemi. Maal on homogeensete ja heterogeensete süsteemide vahel tasakaalukas orkester, mida peetakse visuaalsete uuringute abil.

See tähendab, et kõigepealt kvalifitseeruvad silmad, kui süsteem (mis tahes objekt või ruum) on homogeenne või mitte. Kui see on pealiskaudne, on järgmine samm küsida, kuidas selle koostis on ja kuidas selle elemendid on paigutatud. Seda silmas pidades saab seda kinnitada või mitte (teatud kindlusega), kui süsteem omab oma omadustes homogeensust.

Näiteks ülaloleval pildil on teil kohvi tass, plaat ja õnnelik nägu. Kui arvate, et need kolm elementi on uuringus, siis süsteem oleks heterogeenne, aga kui te uurite ainult tassi kohvi musta kohvi, siis te räägiksite siin homogeensest süsteemist.

Miks? Kuna must kohv näeb esmapilgul olevat ühtlane pind ja te võite arvata, et see on ka sees. Kui suhkrut lisati ilma segamiseta, asuks see tassi põhja ja algne homogeenne süsteem muutuks heterogeenseks.

Kui kohvi segati kuni suhkru täielikuks lahustumiseni, siis selle homogeensus taastuks, kuigi uue organoleptilise omadusega on see nüüd magusam kui varem. Homogeensuse tagamiseks peab iga kohvi mis tahes nurgast väljatõstetud kohvi tilk täpselt olema sama.

Teisest küljest saate võrrelda musta kohvi tassi mullivaba pinnaga. Teine oleks vähem homogeenne kui esimene, kuna selle mullide jaotus ei ole ühtlane. Aga kui kahel kohvil on sama maitse ja neil puuduvad suhkrukristallid (tähtsamad muutujad), siis mõlemad on võrdselt homogeensed.

Vahukoorega kohvi või nende pinnal kunstilisi joonistusi võib võtta heterogeensetest süsteemidest (kuigi segu on kohvi suhtes homogeenne).

Indeks

  • 1 Homogeense süsteemi omadused
    • 1.1 malelaud ja subjektiivsus
  • 2 Klassifikatsioon
    • 2.1 Lahendused
    • 2.2 Puhtad ained
    • 2.3 Homogeensed reaktsioonid
  • 3 Fraktsioonimeetodid
    • 3.1 Aurustamine
    • 3.2 Destilleerimine
    • 3.3 Veeldamine
  • 4 Näited
    • 4.1 Igapäevaelu
    • 4.2 Kemikaalid
  • 5 Viited

Homogeense süsteemi omadused

Millised omadused peaksid olema homogeenne süsteem?? 

-Peab olema üks aineline faas (vedelik, tahke või gaasiline).

-Kui tegemist on seguga, peavad selle komponendid olema võimelised moodustama ühtse ühtlase faasi. See on nii kohvi kui ka suhkru puhul. Kui tassi või tassi põhjas on lahustumata suhkrukristalle, moodustavad nad teise faasi.

-Nende intensiivsed omadused (tihedus, viskoossus, molaarmaht, keemispunkt jne) peavad olema süsteemi kõikides punktides ühesugused. See kehtib ka organoleptiliste omaduste (maitse, värvus, lõhn jne) kohta. Seega on ühe maitse meringe homogeenne süsteem, kui sellel ei ole teist elementi (nagu tükeldatud puuviljad).

-Nende segude komponendid tellitakse ruumis ühtlaselt ja sümmeetriliselt.

Malelaud ja subjektiivsus

Viimane omadus võib tekitada segadusi ja vaatenurki.

Näiteks maletahvel (ilma tükkideta) on punkt, kus selle kohta tekivad erinevad arvamused. Kas see on homogeenne või heterogeenne? Ja kui mustad ja valged ruudud vahelduvad ridadega (üks valge, üks must ja nii edasi), siis milline oleks vastus selles stsenaariumis??

Kuna ruudud erinevad värvi poolest, on see peamine muutuja. Valge ja must vahel on märgatav erinevus, mis vaheldub kogu pardal.

Iga värv kujutab endast komponenti ja segu on homogeenne, kui selle füüsiline paigutus on orienteeritud selliselt, et minimeerida selle omaduste erinevused. Seetõttu tuleks värvid paigutada võimalikult ühtlaselt ja sümmeetriliselt.

Sellest kaalutlusest lähtuvalt on malelaud homogeenne, sest vaatamata sellele, et see on oma värvide suhtes heterogeenne, vahetub see erinevalt ühtlaselt. Samal ajal kui ridades kuvatakse värvid, on "mustad ja valged faasid" ilmsed, mis oleks võrdne kahe faasi omamisega ja heterogeense süsteemi määratluse sisestamisega.

Klassifikatsioon

Homogeensetel süsteemidel võib olla palju klassifikaatoreid, mis sõltuvad sellest, millise teadmiste haru nad kuuluvad. Keemias ei piisa süsteemi pealiskaudsest jälgimisest, vaid selle leidmisest, millised osakesed seda teevad ja mida nad selles teevad.

Lahendused

Küllastumata lahused on segud või homogeensed süsteemid, mis esinevad mitte ainult keemias, vaid igapäevaelus. Meri ja ookeanid on hiiglaslikud massid küllastumata soola. Lahustimolekulid, tavaliselt vedelas faasis, ümbritsevad lahustunud molekule ja takistavad nende lisamist tahke või mullide moodustamiseks.

Peaaegu kõik lahendused kuuluvad sellesse klassifikatsiooni. Ebapuhtad alkoholid, happed, alused, orgaaniliste lahustite segu, indikaatorlahused või siirdemetallide reagendid; kõik sisalduvad mahulistes õhupallides või klaas- või plastpakendites, mis on klassifitseeritud homogeenseteks süsteemideks.

Arvestades teise faasi madalamat moodustumist ühes neist lahendustest, ei ole süsteem enam homogeenne.

Puhtad ained

Ülal on kirjutatud fraas "ebapuhtad alkoholid", mis tähendab, et neid segatakse tavaliselt veega. Kuid puhtad alkoholid, samuti kõik teised vedelad ühendid, on homogeensed süsteemid. See kehtib mitte ainult vedelike, vaid ka tahkete ainete ja gaaside kohta.

Miks? Sest kui teil on süsteemis ainult üks tüüpi osakesi, siis räägite suurest homogeensusest. Kõik on võrdsed ja ainus variatsioon on selles, kuidas nad vibreerivad või liiguvad; kuid füüsikaliste või keemiliste omaduste suhtes ei ole süsteemi mis tahes osas mingit erinevust.

See tähendab, et puhas raudkuubik on homogeenne süsteem, sest sellel on ainult raua aatomid. Kui ükskõik millise selle tipu fragment eemaldatakse ja selle omadused määratakse, saadakse samad tulemused; see tähendab, et selle omaduste homogeensus on täidetud.

Kui see on ebameeldiv, siis selle omadused muutuvad väärtuste vahemikus. See on raua ja muude ainete või ühendite lisandite mõju.

Teisest küljest, kui raudkuubikul on oksüdeeritud osi (punane) ja metallosasid (hallikas), siis on see heterogeenne süsteem.

Homogeensed reaktsioonid

Homogeensed reaktsioonid on ehk kõige olulisemad homogeensed keemilised süsteemid. Neis kõik reaktiivid on samas faasis, eriti vedelikus või gaasis. Neile on iseloomulik suurem kontakt ja molekulaarne kokkupõrge reaktiivide vahel.

Kuna on ainult üks faas, liiguvad osakesed suurema vabaduse ja kiirusega. Ühest küljest on see suur kasu; kuid teiselt poolt võib moodustuda soovimatuid tooteid või mõned reagendid liiguvad nii kiiresti, et nad ei põrkuks tõhusalt kokku.

Kuumate gaaside reageerimine hapnikuga tulekahju tekitamiseks on seda tüüpi reaktsioonide sümboolne näide.

Heterogeenseks reaktsiooniks loetakse mis tahes teist süsteemi, mis hõlmab erinevate faasidega reaktiive, nagu metalli oksüdeerimisel.

Fraktsioonimeetodid

Põhimõtteliselt ei ole homogeensete süsteemide komponente mehaaniliste meetoditega võimalik ühtsust arvestades eraldada; palju vähem, kui see on puhas aine või ühend, mille fraktsioneerimisest saadakse selle algsed aatomid.

Näiteks on lihtsam (või kiirem) pizza komponentide (heterogeenne süsteem) eraldamine kui kohvi (homogeenne süsteem). Esimeses on piisav, kui kasutate käsi koostisosade eemaldamiseks; teisel korral võtab kohvi veest eraldamine rohkem kui käed.

Meetodid varieeruvad vastavalt süsteemi ja selle materiaalsete faaside keerukusele.

Aurustamine

Aurustamine seisneb lahuse kuumutamises, kuni lahusti aurustub täielikult, jättes lahustunud aine välja. Seetõttu rakendatakse seda meetodit homogeensete vedelik-tahkete süsteemide suhtes.

Näiteks pigmenti lahustamisel veepaagis on süsteem kõigepealt heterogeenne, kuna pigmendi kristallid ei ole kogu ruumala ulatuses hajutatud. Mõne aja pärast muutub kogu vesi samaks värviks, mis näitab homogeniseerumist.

Lisatava pigmendi taaskasutamiseks tuleb kogu vee maht kuumutada, kuni see aurustub. Seega, H molekulid2Või nad suurendavad oma kineetilist keskmist energiat tänu soojusenergiaga. See viib põlema gaasifaasi, jättes pigmendi kristallide põhjale (ja konteineri seintele).

Sama juhtub ka merevee puhul, millest selle soolasid saab kuumutamisel valged kivideks ekstraheerida.

Teisest küljest kasutatakse aurustumist ka lenduvate lahustite kõrvaldamiseks gaasiliste molekulidena (O2, CO2, N2, jne). Lahuse kuumutamisel hakkavad gaasid kogunema, et moodustada mullid, mille rõhk, kui see ületab välise, tõuseb vedelikust välja..

Rotaavustamine

See meetod võimaldab orgaaniliste lahustite taaskasutamist vaakumi abil. See on väga kasulik, eriti õli või rasva ekstraheerimisel orgaanilisest ainest.

Sel viisil saab lahustit tulevaste ekstraktsioonide jaoks uuesti kasutada. Need katsed on väga tavalised mis tahes orgaanilisest ainest (pelgalt, seemnetelt, lilledelt, puuviljakooradelt jne) saadud looduslike õlide uurimisel.

Destilleerimine

Destilleerimine võimaldab vedeliku-vedela homogeense süsteemi komponente eraldada. See põhineb iga komponendi keemistemperatuuride erinevusel (ΔTeb); Mida suurem on erinevus, seda lihtsam on neid eraldada.

See nõuab jahutuskolonni, mis soodustab kõige lenduvate vedelike kondenseerumist, mis voolab seejärel kogumiskolbi. Destilleerimise tüüp varieerub sõltuvalt ΔT väärtustesteb ja kaasatud aineid.

Seda meetodit kasutatakse väga homogeensete segude puhastamisel; näiteks saadakse gaasiline produkt homogeensest reaktsioonist. Sellegipoolest on see rakendatav ka heterogeensete segude puhul, nagu toimub toornafta rafineerimisprotsessides fossiilkütuste ja muude toodete saamiseks..

Veeldamine

Ja kuidas on homogeensed gaasilised süsteemid? Need koosnevad rohkem kui ühest molekulide või gaasiliste aatomite tüübist, mis erinevad nende molekulaarstruktuuride, masside ja aatomkiirte poolest..

Seetõttu on neil oma füüsikalised omadused ja nad käituvad erinevalt rõhu ja temperatuuri languse ees.

Kui nii T kui ka P muutuvad, kalduvad mõned gaasid suhtlema tugevamalt kui teised; piisavalt jõudu, et kondenseeruda vedelas faasis. Kui aga kogu süsteem kondenseerub, kasutatakse kondensaadi komponentide destilleerimist.

Kui A ja B on gaasid, kondenseeritakse need homogeenses segus, mis seejärel destilleeritakse. Sel viisil saadakse puhtad A ja B erinevates mahutites (näiteks eraldi vedelas hapnikus ja lämmastikus)..

Näited

Teised täiendavad näited homogeensetest süsteemidest on loetletud allpool.

Igapäevaelu

-Valge hambapasta.

-Äädikas, samuti kaubandusliku alkoholi ja vedelate pesuvahenditega.

-Vereplasma.

-Õhk Pilvede võib pidada ka homogeenseteks süsteemideks, kuigi need sisaldavad tõepoolest mikro veepiisasid.

-Alkohoolsed joogid ilma jääta.

-Parfüümid.

-Želatiin, piim ja mesi. Mikroskoopiliselt on need aga heterogeensed süsteemid, vaatamata palja silmaga ühele faasile.

-Kõik ühtsed nähtavad omadused, nagu värv, heledus, mõõtmed jne. Näiteks sümmeetrilised ja metalliknugud või mineraal- või soolakujulised plokid. Peeglid kuuluvad ka sellesse objektide hulka.

Kemikaalid

-Teras ja metallisulamid. Selle metalliaatomid on paigutatud kristallilisse paigutusse, kus metalliühendus osaleb. Kui aatomite jaotus on ühtlane, ilma metalli X või Y aatomite "kihid".

-Kõik lahendused on valmistatud laboris või väljaspool seda.

-Puhtad süsivesinikud (butaan, propaan, tsükloheksaan, benseen jne).

-Kõik sünteesid või saadused, kus reaktiivid või tooraine on ühes faasis.

Homogeenne katalüüs

Mõned reaktsioonid kiirendatakse homogeensete katalüsaatorite lisamisega, mis on ained, mis osalevad reagentide samas faasis väga spetsiifilise mehhanismi kohaselt; see tähendab, et vesilahustes teostatud reaktsioonides peavad need katalüsaatorid olema lahustuvad.

Üldiselt on homogeenne katalüüs väga selektiivne, kuigi mitte väga aktiivne ega stabiilne.

Viited

  1. Encyclopaedia Britannica toimetajad. (2018). Homogeenne reaktsioon. Encyclopædia Britannica. Välja otsitud: britannica.com
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24. september 2018). Erinevus heterogeensete ja homogeensete segude vahel. Välja otsitud andmebaasist: thinkco.com
  3. Chemicole (2017). Homogeensuse mõiste. Välja otsitud andmebaasist: chemicool.com
  4. Loe edasi. (2018). Homogeense segu näited. Välja otsitud andmebaasist: example.yourdictionary.com
  5. Teadmiste tundmine. (s.f.). Keemia: homogeensed ja heterogeensed süsteemid. Taastatud: saberdeciencias.com
  6. Prof. Naso C. (s.f.). Segud ja lahused. [PDF] Välja otsitud andmebaasist: cam.educaciondigital.net
  7. Brasiilia R. (20. aprill 2018). Homogeense ja heterogeense katalüüsi kombineerimine. Välja otsitud andmebaasist: chemistryworld.com