Značilni homogeni sistem, klasifikacija, metode frakcioniranja



A homogenega sistema tisti del vesolja je sestavljen iz ene same faze snovi. Lahko je povsem enotna faza ali je sestavljena iz urejene in simetrične mešanice elementov, ki so pri homogenih kemijskih sistemih delci (molekule, atomi, ioni itd.).

Narava skuša s pomočjo negotovih ali dobro znanih mehanizmov homogenizirati lastnost ali celoten sistem. Na Zemlji obstaja ravnotežni orkester med homogenimi in heterogenimi sistemi, ki se kot taki štejejo z vizualnimi raziskavami..

To pomeni, da so na prvi pogled oči upravičene, če je sistem (kateri koli predmet ali prostor) homogen ali ne. Če je površna, je naslednji korak vprašati, kako je njena sestava in kako so urejeni njeni elementi. S tem v mislih se lahko potrdi ali ne (z določeno gotovostjo), če je sistem homogenost svojih lastnosti..

Na primer, na zgornji sliki imate sliko skodelice kave, krožnika in zavitka za sladkor z veselim obrazom. Če upoštevate te tri elemente za študijo, bi bil sistem heterogen, če pa proučite samo črno kavo v skodelici, bi v tem primeru govorili o homogenem sistemu..

Zakaj? Ker na prvi pogled črna kava izgleda enotna površina in morda mislite, da je tudi notri. Če bi bil sladkor dodan brez mešanja, bi se usedel na dno skodelice in začetni homogeni sistem bi postal heterogen..

Če bi se kava mešala, dokler se sladkor popolnoma ne raztopi, bi se njegova homogenost vrnila, čeprav je z novo organoleptično lastnino zdaj slajša kot prej. Da bi bila homogena, mora vsaka kapljica kave, ki jo izvlečemo iz katerega koli kota skodelice, vedeti popolnoma enako.

Po drugi strani pa lahko skodelico črne kave primerjate z eno od mehurčastih površin. Drugi bi bil manj homogen od prvega, ker nima enakomerne porazdelitve mehurčkov. Če pa imata obe kavi enak okus in ker nimata kristalov sladkorja (pomembnejše spremenljivke), sta oba enako homogena.

Kave s stepeno smetano ali z umetniškimi risbami na njihovi površini se lahko prevzamejo iz heterogenih sistemov (čeprav je zmes homogena glede na kavo)..

Indeks

  • 1 Značilnosti homogenega sistema
    • 1.1 Šahovnica in subjektivnost
  • 2 Razvrstitev
    • 2.1 Rešitve
    • 2.2 Čiste snovi
    • 2.3 Homogene reakcije
  • 3 Frakcijske metode
    • 3.1 Izhlapevanje
    • 3.2 Destilacija
    • 3.3 Utekočinjanje
  • 4 Primeri
    • 4.1 Vsakdanje življenje
    • 4.2 Kemikalije
  • 5 Reference

Značilnosti homogenega sistema

Kakšne značilnosti bi moral imeti homogeni sistem?? 

-Mora imeti eno samo materialno fazo (tekočino, trdno snov ali plin).

-Ko gre za mešanico, morajo biti njene komponente sposobne tvoriti enotno enotno fazo. To velja za kavo in sladkor. Če so na dnu skodelice ali skodelice kristali sladkorja brez raztapljanja, predstavljajo drugo fazo.

-Njihove intenzivne lastnosti (gostota, viskoznost, molarna prostornina, vrelišče itd.) Morajo biti enake na vseh točkah sistema. To velja tudi za organoleptične lastnosti (okus, barva, vonj itd.). Tako je belega traku z enim okusom homogeni sistem, če nima drugega elementa (npr. Sesekljano sadje)..

-Sestavine njihovih zmesi so urejene v prostoru na homogen in simetričen način.

Šahovnica in subjektivnost

Zadnja značilnost lahko sproži zmedo in stališča.

Na primer šahovnica (brez kosov) predstavlja točko, kjer se o njem pojavljajo različna mnenja. Je homogena ali heterogena? In če se črni in beli kvadrati izmenjujejo v vrsticah (ena bela, ena črna in tako naprej), kakšen bi bil odziv v tem scenariju??

Ker se kvadrata med seboj razlikujeta po barvi, je to glavna spremenljivka. Obstaja opazna razlika med belo in črno, ki se izmenjuje po celotni plošči.

Vsaka barva predstavlja komponento in mešanica je homogena, če je njena fizična naravnanost usmerjena tako, da se zmanjšajo razlike njenih lastnosti. Zato je treba barve razporediti na najbolj enoten in simetričen način.

Iz te utemeljitve je šahovnica homogena, ker je kljub raznovrstnosti glede na barve njegova razlika enakomerna. Medtem ko so barve prikazane v vrsticah, so "črne in bele faze" očitne, kar bi bilo enakovredno dvema fazama in vstopu v definicijo heterogenega sistema..

Razvrstitev

Homogeni sistemi imajo lahko veliko klasifikacij, ki so odvisne od tega, kateri veji znanja pripadajo. V kemiji ni dovolj zgolj površno opazovati sistem, ampak ugotoviti, kateri delci ga sestavljajo in kaj delajo v njem.

Rešitve

Nenasičene raztopine so mešanice ali homogeni sistemi, ki so prisotni ne samo v kemiji, ampak tudi v vsakdanjem življenju. Morje in oceani so ogromne mase soli, nenasičene vode. Molekule topil, običajno v tekoči fazi, obkrožajo molekule raztopine in preprečujejo njihovo dodajanje, da tvorijo trdno snov ali mehurček..

Skoraj vse rešitve sodijo v to klasifikacijo. Nečisti alkoholi, kisline, baze, mešanica organskih topil, indikatorske raztopine ali reagenti prehodnih kovin; vse vsebovane v volumetričnih balonih ali steklenih ali plastičnih posodah, razvrščenih kot homogeni sistemi.

Glede na nižjo tvorbo druge faze v eni od teh rešitev sistem ni več homogen.

Čiste snovi

Zgoraj je bila napisana besedna zveza "nečisti alkoholi", kar pomeni, da se običajno mešajo z vodo. Vendar so čisti alkoholi, kot tudi vse druge tekoče spojine, homogeni sistemi. To ne velja samo za tekočine, ampak tudi za trdne snovi in ​​pline.

Zakaj? Če imate v sistemu samo eno vrsto delcev, govorite o visoki homogenosti. Vsi so enaki in edina sprememba je v načinu, kako vibrirajo ali premikajo; vendar glede na svoje fizikalne ali kemijske lastnosti ni razlike v nobenem delu sistema.

To pomeni, da je čista železna kocka homogeni sistem, ker ima samo atome železa. Če bi bilo treba odstraniti fragment katerega od njegovih tock in ugotoviti njegove lastnosti, bi dobili iste rezultate; to pomeni, da je izpolnjena homogenost njenih lastnosti.

Če je nečista, bi njene lastnosti nihale znotraj območja vrednosti. To je učinek nečistoč na železo in na katero koli drugo snov ali spojino.

Če ima železna kocka po drugi strani oksidirane dele (rdeče) in kovinske dele (sivkasto), potem je to heterogeni sistem..

Homogene reakcije

Homogene reakcije so morda najpomembnejši homogeni kemijski sistemi. V njih so vsi reagenti v isti fazi, zlasti tekočina ali plin. Za njih so značilni večji kontaktni in molekularni trki med reaktanti.

Ker obstaja samo ena faza, se delci gibljejo z večjo svobodo in hitrostjo. Po eni strani je to velika prednost; na drugi strani pa lahko nastanejo neželeni produkti ali pa se nekateri reagenti premikajo tako hitro, da ne trčijo učinkovito.

Reakcija vročih plinov s kisikom, ki povzroči požar, je simbol tega primera reakcij.

Vsak drug sistem, ki vključuje reagente z različnimi fazami, kot se pojavi pri oksidaciji kovin, velja za heterogeno reakcijo.

Metode frakcioniranja

Načeloma ni mogoče ločiti komponent homogenih sistemov z mehanskimi metodami, glede na njegovo enotnost; precej manj, če gre za čisto snov ali spojino, iz katere frakcioniramo njene elementarne atome.

Na primer, lažje (ali hitreje) je ločiti komponente pice (heterogenega sistema) od sestavin kave (homogenega sistema). V prvem je dovolj, da uporabite roke, da odstranite sestavine; medtem ko z drugo, bo potrebno več kot roke, da se kava loči od vode.

Metode se razlikujejo glede na kompleksnost sistema in njegove materialne faze.

Izhlapevanje

Izhlapevanje sestoji iz segrevanja raztopine, dokler topilo ne izhlapi v celoti, pri čemer se topilo usede. Zato se ta metoda uporablja za homogene tekoče-trdne sisteme.

Na primer, pri raztapljanju pigmenta v posodi z vodo je sistem sprva heterogen, saj pigmentni kristali še niso razpršeni po volumnu. Čez nekaj časa postane vsa voda enake barve, kar kaže na homogenizacijo.

Za obnovitev dodanega pigmenta je treba celotno količino vode segreti, dokler ne izhlapi. Tako H molekul2Ali pa povečajo svojo povprečno kinetično energijo zaradi energije, ki jo zagotavlja toplota. To vodi do pobega v plinsko fazo, pri čemer pusti na dnu (in na stenah posode) pigmentne kristale.

Enako se dogaja z morsko vodo, iz katere se lahko njene sole pri segrevanju ekstrahirajo kot beli kamni.

Po drugi strani pa se izhlapevanje uporablja tudi za odstranjevanje hlapnih raztopin kot plinastih molekul (O2, CO2, N2, itd.). Ko se raztopina segreje, se plini začnejo zbirati, da nastanejo mehurčki, katerih tlak, če preseže zunanji, se dvigne, da se izogne ​​tekočini.

Izhlapevanje

Ta metoda omogoča ponovno pridobivanje organskih topil z uporabo vakuuma. To je zelo koristno, zlasti pri pridobivanju olj ali maščob iz organskih snovi.

Na ta način lahko topilo ponovno uporabimo za prihodnje ekstrakcije. Ti poskusi so zelo pogosti pri študiju naravnih olj, pridobljenih iz kakršnih koli organskih snovi (samo, semena, cvetje, sadne lupine itd.).

Destilacija

Destilacija omogoča ločevanje komponent homogenega sistema tekočine in tekočine. Temelji na razliki vrelišč vsake komponente (ΔT)eb); Večja kot je razlika, lažje jih je ločiti.

Zahteva hladilni stolpec, ki pospešuje kondenzacijo najbolj hlapne tekočine, ki se nato pretaka v zbirni balon. Tip destilacije se spreminja glede na vrednosti ΔTeb in snovi.

Ta metoda se zelo uporablja pri čiščenju homogenih mešanic; npr. pridobivanje plinastega produkta iz homogene reakcije. Vendar pa se uporablja tudi za heterogene zmesi, kot se dogaja v procesih rafiniranja surove nafte za pridobivanje fosilnih goriv in drugih proizvodov..

Utekočinjanje

Kaj pa homogeni plinasti sistemi? Sestavljeni so iz več kot ene vrste molekul ali plinastih atomov, ki se razlikujejo po molekulskih strukturah, masah in atomskih polmerih..

Zato imajo svoje fizikalne lastnosti in se ob upoštevanju povišanja tlaka in padca temperature obnašajo drugače.

Kadar sta T in P različna, so nekateri plini bolj interakcijski, kot drugi; dovolj moči, da se kondenzira v tekoči fazi. Če pa se celoten sistem kondenzira, se uporabi destilacija komponent kondenzata.

Če sta A in B plini, se z utekočinjanjem kondenzirajo v homogeni mešanici, ki se nato destilira. Na ta način dobimo čiste A in B v različnih posodah (kot sta ločen tekoči kisik in dušik)..

Primeri

Drugi dodatni primeri homogenih sistemov so navedeni spodaj.

Vsakodnevnega življenja

-Bela zobna pasta.

-Kis, pa tudi komercialni alkohol in tekoči detergenti.

-Krvna plazma.

-Zrak Oblaki se lahko štejejo tudi za homogene sisteme, čeprav v resnici vsebujejo mikro vodne kapljice.

-Alkoholne pijače brez ledu.

-Parfumi.

-Želatina, mleko in med. Vendar so mikroskopsko heterogeni sistemi, kljub temu, da kažejo samo eno fazo s prostim očesom.

-Vsak trden predmet z enotnimi vidnimi značilnostmi, kot so barva, svetlost, dimenzije itd. Na primer, simetrični in kovinski nuggets ali fasetirani bloki minerala ali soli. Ogledala spadajo tudi v ta obseg predmetov.

Kemikalije

-Jeklo in kovinske zlitine. Njegovi kovinski atomi so razporejeni v kristalinično ureditev, kjer sodeluje kovinska vez. Če je porazdelitev atomov enakomerna, brez "plasti" atomov kovine X ali Y.

-Vse rešitve pripravljene v laboratoriju ali zunaj njega.

-Čisti ogljikovodiki (butan, propan, cikloheksan, benzen itd.).

-Vse sinteze ali produkcije, kjer so reagenti ali surovine v eni sami fazi.

Homogena kataliza

Nekatere reakcije se pospešijo z dodatkom homogenih katalizatorjev, ki so snovi, ki sodelujejo po zelo specifičnem mehanizmu v isti fazi reaktantov; v reakcijah, ki se izvajajo v vodnih raztopinah, morajo biti ti katalizatorji topni.

Na splošno je homogena kataliza zelo selektivna, čeprav ni zelo aktivna ali stabilna.

Reference

  1. Uredniki enciklopedije Britannica. (2018). Homogena reakcija. Enciklopedija Britannica. Vzpostavljeno iz: britannica.com
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24. september 2018). Razlika med heterogenimi in homogenimi zmesmi. Vzpostavljeno iz: thoughtco.com
  3. Chemicole (2017). Opredelitev homogene. Vzpostavljeno iz: chemicool.com
  4. Znano. (2018). Primeri homogene mešanice. Vzpostavljeno iz: examples.yourdictionary.com
  5. Znanje znanosti. (s.f.). Kemija: homogeni in heterogeni sistemi. Izterjal od: saberdeciencias.com
  6. Lic. Naso C. (s.f.). Mešanice in raztopine. [PDF] Vzpostavljeno iz: cam.educaciondigital.net
  7. Brazilija R. (20. april 2018). Kombinacija homogene in heterogene katalize. Vzpostavljeno iz: chemistryworld.com