A homogent system Det är den delen av universum som består av en enda fas av materien. Det kan vara en helt enhetlig fas eller bestå av en ordnad och symmetrisk blandning av element, som i fallet med homogena kemiska system är partiklar (molekyler, atomer, joner, etc.).
Naturen tenderar, genom osäkra eller välkända mekanismer, att homogenisera någon egendom eller hela systemet i sig. På jorden finns en orkester med balans mellan homogena och heterogena system, betraktade som sådana genom visuella utforskningar.
Det vill säga, i första hand kvalificerar ögonen huruvida ett system (något objekt eller utrymme) är homogent eller inte. Om det är ytligt är nästa steg att fråga dig själv hur dess sammansättning är och hur dess element är ordnade. Med detta i åtanke kan det bekräftas eller inte (med viss säkerhet) om systemet presenterar homogenitet i sina egenskaper.
På bilden ovan har du till exempel bilden av en kaffekopp, en tallrik och ett sockeromslag med ett glatt ansikte. Om dessa tre element övervägs för en studie skulle systemet vara heterogent, men om bara det svarta kaffet inuti koppen studerades, i det här fallet skulle vi tala om ett homogent system.
Varför? För vid första anblicken har svart kaffe en jämn yta och du kanske tror att det är dess interiör. Om sockret tillsattes utan omrörning, satte det sig i botten av koppen och det initiala homogena systemet skulle bli heterogent..
Men om kaffet omrördes tills sockret var helt upplöst, skulle dess homogenitet återvända, men med den nya organoleptiska egenskapen att det nu är sötare än tidigare. För att vara homogen måste varje droppe kaffe som extraheras från något hörn av koppen smaka exakt likadant.
Å andra sidan kan en kopp svart kaffe jämföras med en med en bubblande yta. Den andra skulle vara mindre homogen än den första, eftersom den inte uppvisar en enhetlig fördelning av sina bubblor. Men om de två kaffena smakar lika och saknar sockerkristaller (de viktigaste variablerna), är de båda lika homogena..
Kaffe med vispad grädde eller med konstnärliga teckningar på ytan kan tas med heterogena system (även om blandningen är homogen med avseende på kaffe).
Artikelindex
Vilka egenskaper ska ett homogent system ha?
-Den måste ha en enda materialfas (flytande, fast eller gas).
-När det gäller en blandning måste dess komponenter kunna bilda en enda enhetlig fas. Detta är fallet med kaffe och socker. Om det finns olösta sockerkristaller längst ner på glaset eller koppen utgör de en andra fas..
-Dess intensiva egenskaper (densitet, viskositet, molvolym, kokpunkt, etc.) måste vara desamma vid alla punkter i systemet. Detta gäller även de organoleptiska egenskaperna (smak, färg, lukt etc.). Således är en marengs med en enda smak ett homogent system så länge det inte har något annat element (som hackad frukt).
-Komponenterna i deras blandningar är ordnade i rymden på ett homogent och symmetriskt sätt.
Den senare funktionen kan utlösa förvirring och motstridiga åsikter.
Schackbrädet (utan bitarna) representerar till exempel en punkt där olika åsikter uppstår om det. Är det homogent eller heterogent? Och om de svarta och vita rutorna växlar i rader (en vit, en svart och så vidare), vad skulle svaret vara i det scenariot?
Eftersom rutorna skiljer sig från varandra efter färg är detta huvudvariabeln. Det finns en märkbar skillnad mellan vitt och svart, som växlar på hela tavlan.
Varje färg representerar en komponent och blandningen är homogen om deras fysiska arrangemang är orienterat på ett sådant sätt att skillnaderna i deras egenskaper minimeras. Därför bör färgerna ordnas så jämnt och symmetriskt som möjligt..
Från detta resonemang är schackbrädet homogent, för trots att det är heterogent med avseende på dess färger växlar deras skillnad jämnt. Medan färgerna visas i rader är "svarta och vita faser" uppenbara, vilket skulle motsvara att ha två faser och gå in i definitionen av ett heterogent system..
Homogena system kan ha många klassificeringar, som beror på vilken kunskapsgren de tillhör. Inom kemi räcker det inte att observera ett system ytligt, utan att hitta vilka partiklar som komponerar det och vad de gör i det.
Omättade lösningar är homogena blandningar eller system som inte bara finns i kemin utan i vardagen. Havet och haven är gigantiska massor av omättat saltvatten. Lösningsmedelsmolekyler, vanligtvis i flytande fas, omger lösningsmedelsmolekyler och förhindrar dem från att aggregeras för att bilda ett fast ämne eller en bubbla..
Nästan alla lösningar faller inom denna klassificering. Orena alkoholer, syror, baser, en blandning av organiska lösningsmedel, indikatorlösningar eller övergångsmetallreagens; alla i volym ballonger eller behållare av glas eller plast, klassificerade som homogena system.
Med tanke på den mindre bildningen av en andra fas i någon av dessa lösningar är systemet inte längre homogent.
Uttrycket "orena alkoholer" skrevs ovan, med hänvisning till det faktum att de vanligtvis blandas med vatten. Men rena alkoholer, liksom alla andra flytande föreningar, är homogena system. Detta gäller inte bara vätskor utan även fasta ämnen och gaser..
Varför? För när du bara har en typ av partiklar i ett system, talar du om hög homogenitet. De är alla desamma, och den enda variationen är i hur de vibrerar eller rör sig; men i förhållande till dess fysiska eller kemiska egenskaper finns det ingen skillnad i någon del av systemet.
Detta innebär att en kub av rent järn är ett homogent system eftersom det bara har järnatomer. Om ett fragment revs från någon av dess hörn och dess egenskaper bestämdes, skulle samma resultat erhållas; det vill säga att dess egenskaper är homogena.
Om det var orent skulle dess egenskaper fluktuera inom ett värdeintervall. Detta är effekten av föroreningar på järn och på andra ämnen eller föreningar.
Om å andra sidan järnkuben har rostiga delar (röda) och metalldelar (gråaktiga) är det ett heterogent system.
Homogena reaktioner är kanske de viktigaste homogena kemiska systemen. I dem är alla reaktanter i samma fas, speciellt vätske- eller gasfasen. De kännetecknas av större kontakt och molekylära kollisioner mellan reaktanterna.
Eftersom det bara finns en fas, rör sig partiklarna med större frihet och hastigheter. Å ena sidan är detta en stor fördel; men å andra sidan kan oönskade produkter bildas eller vissa reagenser rör sig så snabbt att de inte kolliderar effektivt.
Reaktionen av heta gaser med syre för att skapa eld är ett symboliskt exempel på denna typ av reaktion..
Alla andra system där reagens med olika faser deltar, såsom oxidation av metaller, anses vara en heterogen reaktion.
I princip, med tanke på deras enhetlighet, är det inte möjligt att separera komponenterna i homogena system med mekaniska metoder; mycket mindre om det är en ren substans eller förening, från vars fraktioneringar dess elementatomer erhålls.
Det är till exempel lättare (eller snabbare) att separera komponenterna i en pizza (heterogent system) än de i ett kaffe (homogent system). I den första räcker det att använda händerna för att ta bort ingredienserna; medan det med det andra tar mer än händer att separera kaffe från vattnet.
Metoderna varierar beroende på systemets komplexitet och dess materialfaser.
Avdunstning består av att värma en lösning tills lösningsmedlet avdunstar helt och lämnar det upplösta ämnet. Därför tillämpas denna metod på homogena vätskefasta system.
Till exempel, vid upplösning av ett pigment i en behållare med vatten, är systemet initialt heterogent, eftersom pigmentkristallerna ännu inte har diffunderat genom hela volymen. Efter ett tag blir allt vatten i samma färg, vilket indikerar en homogenisering.
För att återvinna det tillsatta pigmentet måste hela vattenvolymen värmas upp tills det avdunstar. Molekylerna av HtvåEller så ökar de sin genomsnittliga kinetiska energi tack vare energin som tillförs genom värme. Detta leder till att de flyr in i gasfasen och lämnar pigmentkristaller i botten (och på behållarens väggar)..
Detsamma händer med havsvatten, från vilket dess salter kan extraheras som vita stenar vid upphettning.
Å andra sidan används avdunstning också för att avlägsna flyktiga lösta ämnen såsom gasformiga molekyler (Otvå, COtvå, Ntvå, etc.). När lösningen värms upp börjar gaserna att samlas för att bilda bubblor, vars tryck, om den överstiger det yttre trycket, kommer att stiga för att släppa ut vätskan..
Denna metod gör det möjligt att återvinna organiska lösningsmedel genom att applicera ett vakuum. Det är mycket användbart, särskilt när man extraherar oljor eller fetter från organiskt material.
På detta sätt kan lösningsmedlet återanvändas för framtida extraktioner. Dessa experiment är mycket vanliga i studien av naturliga oljor som erhållits från alla organiska ämnen (puré, frön, blommor, fruktskal etc.).
Destillation möjliggör separering av komponenter i ett homogent vätske-vätskesystem. Den är baserad på skillnaden mellan kokpunkten för varje komponent (ATeb); ju större skillnad desto lättare blir det att separera dem.
Det kräver en kylkolonn som främjar kondensationen av den mest flyktiga vätskan, som sedan kommer att strömma in i en uppsamlingsballong. Destillationstypen varierar beroende på värdena för ATeb och de ämnen som är inblandade.
Denna metod används ofta vid rening av homogena blandningar; såsom till exempel att utvinna en gasformig produkt från en homogen reaktion. Det har emellertid också tillämpning för heterogena blandningar, vilket sker i raffineringsprocesserna av råolja för att erhålla fossila bränslen och andra produkter..
Och hur är det med homogena gasformiga system? De består av mer än en typ av gasformiga molekyler eller atomer, som skiljer sig åt i deras molekylära strukturer, massor och atomradier..
Därför har de sina egna fysiska egenskaper och beter sig annorlunda när de står inför en ökning av trycket och en minskning av temperaturen..
När både T och P varierar tenderar vissa gaser att interagera starkare än andra; tillräckligt stark för att kondensera till en flytande fas. Om å andra sidan hela systemet kondenserar används destillation av kondensatkomponenterna..
Om A och B är gaser kondenseras de genom flytande till en homogen blandning som sedan utsätts för destillation. På detta sätt erhålls ren A och B i olika behållare (såsom separata flytande syre och kväve)..
Ytterligare exempel på homogena system listas nedan..
-Vit tandkräm.
-Vinäger samt kommersiella alkoholer och flytande rengöringsmedel.
-Blodplasma.
-Luften. Moln kan också betraktas som homogena system, även om de faktiskt innehåller mikrodroppar av vatten..
-Alkoholhaltiga drycker utan is.
-Parfymer.
-Gelé, mjölk och honung. Men mikroskopiskt är de heterogena system, trots att de visar en enda fas för blotta ögat.
-Alla fasta föremål med synliga enhetliga egenskaper, såsom färg, ljusstyrka, dimensioner etc. Till exempel symmetriska och metalliska klumpar, eller fasetterade block av ett mineral eller salt. Speglar faller också inom detta område av objekt.
-Stål och metalllegeringar. Dess metallatomer är ordnade i ett kristallint arrangemang där metallbindningen deltar. Om fördelningen av atomerna är enhetlig utan "lager" av atomer av metall X eller Y.
-Alla lösningar beredda inom eller utanför laboratoriet.
-Rena kolväten (butan, propan, cyklohexan, bensen etc.).
-Alla synteser eller produktioner där reagensen eller råmaterialet är i en enda fas.
Vissa reaktioner accelereras genom tillsats av homogena katalysatorer, vilka är ämnen som deltar enligt en mycket specifik mekanism i samma fas av reaktanterna; det vill säga i reaktioner utförda i vattenlösningar måste dessa katalysatorer vara lösliga.
I allmänhet är homogen katalys mycket selektiv, men inte särskilt aktiv eller stabil.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.