Jellemző homogén rendszer, osztályozás, frakcionálási módszerek



egy homogén rendszer ez az univerzum azon része, amely egyetlen anyagfázisból áll. Teljesen egyenletes fázis lehet, vagy egy elrendezett és szimmetrikus elemek keverékéből állhat, amelyek homogén kémiai rendszerek esetében részecskék (molekulák, atomok, ionok stb.).

A természet bizonytalan vagy jól ismert mechanizmusokon keresztül bizonyos tulajdonságokat vagy maga az egész rendszert homogenizál. A Földön egyensúlyi zenekar van a homogén és heterogén rendszerek között, amelyeket vizuális feltárásoknak tekintik..

Ez azt jelenti, hogy először a szemek akkor minősülnek, ha egy rendszer (bármilyen tárgy vagy tér) homogén vagy nem. Ha felületes, akkor a következő lépés az, hogy megkérdezzük, hogy az összetétele hogyan és hogyan vannak elrendezve. Ezt szem előtt tartva, meg lehet erősíteni vagy nem (bizonyos bizonyossággal), ha a rendszer homogenitást mutat a tulajdonságaiban.

Például a fenti képen egy kávéscsésze, egy lemez és egy cukorcsomagolás, amely boldog arccal rendelkezik. Ha ezeket a három elemet tanulmánynak tekinti, akkor a rendszer heterogén lenne, de ha csak a kupa belsejében lévő fekete kávét tanulmányozza, akkor ebben az esetben egy homogén rendszerről beszélne..

Miért? Mert első látásra a fekete kávé egyenletes felületnek tűnik, és azt gondolhatod, hogy ez is benne van. Ha a cukrot keverés nélkül hozzáadjuk, akkor a pohár aljára települne, és a kezdeti homogén rendszer heterogén lesz.

Azonban, ha a kávét addig keverjük, amíg a cukor teljesen fel nem oldódik, homogenitása visszatér, bár az új érzékszervi tulajdonságokkal most már édesebb, mint korábban. Ahhoz, hogy homogén legyen, a csésze bármely sarkából kivont minden cseppnek pontosan meg kell ismernie.

Másrészt összehasonlíthatja a fekete kávé csészét egy buborékos felületével. A második kevésbé homogén lenne, mint az első, mivel nem rendelkezik a buborékok egyenletes eloszlásával. De ha a két kávé ugyanolyan ízű, és nincsenek cukorkristályok (fontosabb változók), akkor mindkettő egyformán homogén.

A tejszínhabbal vagy a felületükön művészi rajzokkal ellátott kávét heterogén rendszerek készíthetik (bár a keverék a kávé tekintetében homogén).

index

  • 1 Egy homogén rendszer jellemzői
    • 1.1 A sakktábla és a szubjektivitás
  • 2 Osztályozás
    • 2.1 Megoldások
    • 2.2 Tiszta anyagok
    • 2.3 Homogén reakciók
  • 3 frakcionálási módszerek
    • 3.1 Párolgás
    • 3.2 Desztilláció
    • 3.3
  • 4 Példák
    • 4.1 A mindennapi élet
    • 4.2 Vegyi anyagok
  • 5 Referenciák

Egy homogén rendszer jellemzői

Milyen tulajdonságokkal kell rendelkeznie egy homogén rendszerrel?? 

-Meg kell rendelkeznie egyetlen anyagfázissal (folyadék, szilárd vagy gáz).

-Egy keverék esetében az összetevőinek képesnek kell lennie egyetlen egységes fázis kialakítására. Ez a helyzet a kávé és a cukor esetében. Ha cukor kristályok vannak a csészék vagy a pohár alján feloldás nélkül, akkor ez egy második fázist képez.

-Intenzív tulajdonságaiknak (sűrűség, viszkozitás, moláris térfogat, forráspont stb.) A rendszer minden pontján azonosnak kell lenniük. Ez vonatkozik az érzékszervi tulajdonságokra is (íz, szín, szag, stb.). Így az egyetlen ízű habcsók homogén rendszer, amennyiben nincs más elem (például apróra vágott gyümölcs).

-A keverék összetevőit homogén és szimmetrikus módon rendezik a térben.

A sakktábla és a szubjektivitás

Az utolsó jellemző zavarokat és nézőpontokat okozhat.

A sakktábla (a darabok nélkül) például egy olyan pont, ahol különböző vélemények merülnek fel. Homogén vagy heterogén? És ha a fekete-fehér négyzetek sorban váltakoznak (egy fehér, egy fekete, stb.), Mi lenne a válasz ebben a forgatókönyvben??

Mivel a négyzetek színenként különböznek egymástól, ez a fő változó. A fehér és a fekete között észrevehető különbség van, amely az egész fórumon váltakozik.

Mindegyik szín egy komponenst jelent, és a keverék homogén, ha annak fizikai elhelyezkedése úgy van kialakítva, hogy minimálisra csökkentsék a tulajdonságai közötti különbségeket. Ezért a színeket a lehető legegységesebb és szimmetrikusabb módon kell elrendezni.

Ebből az érvelésből következik, hogy a sakktábla homogén, mivel annak színeihez képest heterogén, a különbség egyenletesen váltakozik. Miközben a sorokban megjelenő színekben a "fekete-fehér fázisok" nyilvánvalóak, ami egyenértékű lenne két fázissal és egy heterogén rendszer meghatározásának megadásával..

besorolás

A homogén rendszerek sok osztályozással rendelkezhetnek, amelyek attól függnek, hogy melyik tudásághoz tartoznak. A kémia területén nem elegendő a rendszer felszíni megfigyelése, hanem annak megállapítása, hogy mely részecskék teszik fel, és mit csinálnak benne.

megoldások

A telítetlen oldatok olyan keverékek vagy homogén rendszerek, amelyek nem csak a kémia, hanem a mindennapi életben is jelen vannak. A tenger és az óceánok óriási tömegű, telítetlen sót tartalmaznak. Az oldószer-molekulák, általában a folyadékfázisban, körülveszik az oldott molekulákat, és megakadályozzák, hogy hozzáadjanak szilárd vagy buborékos formát.

Szinte minden megoldás ebbe a besorolásba tartozik. Szennyezett alkoholok, savak, bázisok, szerves oldószerek, indikátoroldatok vagy átmeneti fém reagensek keveréke; mindegyike térfogati ballonokban vagy üveg- vagy műanyag tartályokban található, homogén rendszerként besorolva.

Tekintettel a második fázis alacsonyabb képződésére az egyik megoldásban, a rendszer már nem homogén.

Tiszta anyagok

A fentiekben a "szennyezett alkoholok" kifejezést írták, ami azt jelenti, hogy rendszerint vízzel keverik. A tiszta alkoholok, valamint bármely más folyékony vegyület azonban homogén rendszerek. Ez nem csak a folyadékokra, hanem a szilárd anyagokra és gázokra is vonatkozik.

Miért? Mert ha csak egy típusú részecske van a rendszerben, akkor nagy homogenitásról beszél. Mindegyik egyenlő, és az egyetlen variáció az, ahogy vibrálnak vagy mozognak; de a fizikai vagy kémiai tulajdonságaihoz képest a rendszer bármely részében nincs különbség.

Ez azt jelenti, hogy a tiszta vaskocka homogén rendszer, mert csak vas atomokkal rendelkezik. Ha bármelyik csúcsának egy töredékét el kell távolítani, és tulajdonságait meg kell határozni, ugyanazokat az eredményeket kapnánk; vagyis tulajdonságainak homogenitása teljesül.

Ha szennyezett, tulajdonságai oszcillálnak egy értéktartományon belül. Ez a szennyeződések hatása a vasra és bármely más anyagra vagy vegyületre.

Másrészt, ha a vaskocka oxidált részei (piros) és fémrészek (szürkés), akkor heterogén rendszer.

Homogén reakciók

A homogén reakciók talán a legfontosabb homogén kémiai rendszerek. Az összes reagens ugyanabban a fázisban van, különösen a folyadék vagy a gáz. Jellemzőik a reagensek közötti nagyobb érintkezési és molekuláris ütközések.

Mivel csak egy fázis van, a részecskék nagyobb szabadsággal és sebességgel mozognak. Egyrészt ez egy nagy előny; másrészt a nemkívánatos termékek képződhetnek, vagy néhány reagens olyan gyorsan mozog, hogy nem ütközik hatékonyan.

Az ilyen típusú reakciók emblematikus példája a forró gázok oxigénnel való reakciója tűz keletkezésére.

Bármely más, különböző fázisú reagenseket tartalmazó rendszer, mint a fémek oxidációja során, heterogén reakciónak tekinthető.

A frakcionálási módszerek

Elvileg az egységessége miatt nem lehetséges a homogén rendszerek komponenseit mechanikus módszerekkel elválasztani; sokkal kevésbé, ha tiszta anyag vagy vegyület, amelynek frakcionálásáról elemi atomja van.

Például könnyebb (vagy gyorsabb) elválasztani a pizza összetevőit (heterogén rendszer), mint egy kávé (homogén rendszer). Az elsőben elegendő a kezeket az összetevők eltávolítására használni; míg a másodiknál ​​több lesz, mint a kezek a kávé elválasztására a vízből.

A módszerek a rendszer összetettségétől és anyagi fázisától függően változnak.

párolgás

Az elpárologtatás egy oldat melegítését jelenti, amíg az oldószer teljesen elpárolog, így az oldott anyagot el nem hagyjuk. Ezért ezt a módszert homogén folyadék-szilárd rendszerekre alkalmazzuk.

Például, ha egy pigmentt vízben lévő tartályban oldunk, először a rendszer heterogén, mivel a pigmentkristályok még nem terjedtek el a térfogatban. Egy idő után az összes víz ugyanolyan színűvé válik, ami a homogenizálásra utal.

A hozzáadott pigment visszanyeréséhez a teljes vízmennyiséget addig kell melegíteni, amíg el nem párolog. Így H molekulák2Vagy növelik átlagos kinetikai energiájukat a hő által biztosított energianak köszönhetően. Ez a gázfázisba kerüléshez vezet, a pigmentkristályok alján (és a tartály falain).

Ugyanez történik a tengervízzel is, amelyből sókat melegíthetünk fehér kövekként.

Másrészt az elpárologtatást az illékony oldott anyagok gáznemű molekulákként való eltávolítására is használják (O2, CO2, N2, stb.) Amikor az oldatot felmelegítjük, a gázok összegyűlnek, hogy buborékokat képezzenek, amelyek nyomása, ha meghaladja a külsőt, a folyadékból való kilépéshez fog emelkedni.

rotációs bepárlással

Ez a módszer lehetővé teszi a szerves oldószerek visszanyerését vákuum alkalmazásával. Nagyon hasznos, különösen olajok vagy zsírok szerves anyagból történő kivonásakor.

Ily módon az oldószert a későbbi extrakciókhoz újra felhasználhatjuk. Ezek a kísérletek nagyon gyakori bármely szerves anyagból nyert természetes olajok (puszta, magvak, virágok, gyümölcshéjak stb.) Tanulmányozása során..

lepárlás

A desztilláció lehetővé teszi a folyékony-folyékony homogén rendszer komponenseinek elválasztását. Ez az egyes komponensek forráspontjainak különbségén alapul (ΔTeb); Minél nagyobb a különbség, annál könnyebb lesz elkülöníteni őket.

Szükség van egy hűtőoszlopra, amely elősegíti a leggazdagabb folyadék kondenzálódását, amely majd egy gyűjtőgolyóba áramlik. A desztilláció típusa az ΔT értékétől függeb és az érintett anyagokat.

Ezt a módszert nagyon használják homogén keverékek tisztítására; például egy homogén reakcióból egy gáznemű terméket nyerünk ki. Ugyanakkor heterogén keverékekre is vonatkozik, mint a fosszilis tüzelőanyagok és más termékek előállításához szükséges nyersolaj finomítási folyamataival..

cseppfolyósítás

És mi van a homogén gázrendszerekkel? Ezek egynél több típusú molekulából vagy gáznemű atomból állnak, amelyek molekuláris szerkezeteikben, tömegükben és atomsebességeikben különböznek egymástól..

Ezért saját fizikai tulajdonságaik vannak, és a nyomás növekedése és a hőmérséklet csökkenése miatt másképp viselkednek.

Ha mind a T, mind a P változik, egyes gázok inkább kölcsönhatásba lépnek, mint mások; elegendő erővel folyékony fázisban kondenzálódni. Másrészről, ha az egész rendszer kondenzálódik, akkor a kondenzvíz-komponensek desztillációját alkalmazzák.

Ha A és B gázok, cseppfolyósítással homogén keverékben kondenzálódnak, amelyet desztillációnak vetünk alá. Ily módon a tiszta A és B különböző tartályokban (például külön folyékony oxigénben és nitrogénben) nyerhető..

Példák

A homogén rendszerek további további példái az alábbiakban találhatók.

A mindennapi élet

-Fehér fogkrém.

-Ecet, valamint kereskedelmi alkohol és folyékony mosószerek.

-Vérplazma.

-A levegő A felhők homogén rendszereknek is tekinthetők, bár valóban mikro-vízcseppeket tartalmaznak.

-Alkoholos italok jég nélkül.

-Parfümök.

-Zselatin, tej és méz. Mikroszkóposan azonban heterogén rendszerekről van szó, annak ellenére, hogy egyetlen fázist mutatnak szabad szemmel.

-Bármilyen szilárd tárgy, amely egységes, látható tulajdonságokkal rendelkezik, mint például a szín, a fényerő, a méretek stb. Például szimmetrikus és fémes rögök, vagy ásványi vagy só csiszolt tömbjei. A tükrök szintén e tárgykörbe tartoznak.

vegyszerek

-Acél és fémötvözetek. Fém atomjai kristályos elrendezésben vannak elrendezve, ahol a fémkötés részt vesz. Ha az atomok eloszlása ​​egyenletes, az X vagy Y fémek atomjainak "rétegei" nélkül.

-Minden, a laboratóriumon belül vagy kívül elkészített oldat.

-Tiszta szénhidrogének (bután, propán, ciklohexán, benzol stb.).

-Minden szintézis vagy produkció, ahol a reagensek vagy a nyersanyag egyetlen fázisban van.

Homogén katalízis

Néhány reakciót homogén katalizátorok hozzáadásával gyorsítanak, amelyek olyan anyagok, amelyek egy nagyon specifikus mechanizmus szerint részt vesznek a reagensek ugyanazon fázisában; azaz vizes oldatokban végzett reakciókban ezeknek a katalizátoroknak oldhatónak kell lenniük.

Általában a homogén katalízis nagyon szelektív, bár nem túl aktív és nem stabil.

referenciák

  1. Az Encyclopaedia Britannica szerkesztői. (2018). Homogén reakció. Encyclopædia Britannica. A lap eredeti címe: britannica.com
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. szeptember 24.). A heterogén és homogén keverékek közötti különbség. A lap eredeti címe: thinkco.com
  3. Chemicool. (2017). A homogén meghatározása. Lap forrása: chemicool.com
  4. LoveToKnow. (2018). Példák homogén keverékre. Visszaváltva: example.yourdictionary.com
  5. Tudomány ismerete. (N.d.). Kémia: homogén és heterogén rendszerek. Helyreállítva: saberdeciencias.com
  6. Prof. Naso C. (s.f.). Keverékek és oldatok. [PDF]. Lap forrása: cam.educaciondigital.net
  7. R. R. (2018. április 20.). A homogén és heterogén katalízis kombinálása. Lap forrása: chemistryworld.com