Karakteristični homogeni sustav, klasifikacija, metode frakcioniranja

homogeni sustav onaj dio svemira sastoji se od jedne faze materije. Može biti potpuno ujednačena faza, ili se može sastojati od uređene i simetrične mješavine elemenata, koji su u slučaju homogenih kemijskih sustava čestice (molekule, atomi, ioni itd.).

Priroda teži, kroz nesigurne ili dobro poznate mehanizme, homogenizirati neku imovinu ili cijeli sustav. Na Zemlji postoji ravnotežni orkestar između homogenih i heterogenih sustava, koji se kao takvi smatraju vizualnim istraživanjima..

To jest, u prvom se slučaju oči kvalificiraju ako je sustav (bilo koji objekt ili prostor) homogen ili ne. Ako je to površno, sljedeći korak je pitati kako je njegov sastav i kako su uređeni njegovi elementi. Imajući to na umu, može se potvrditi ili ne (s izvjesnom sigurnošću) ako sustav ima homogenost u svojim svojstvima.

Primjerice, na slici iznad imate sliku šalice za kavu, tanjura i šećerne folije sa sretnim licem. Ako uzmete u obzir ova tri elementa za studiju, tada bi sustav bio heterogen, ali ako proučavate samo crnu kavu u šalici, govorili biste u ovom slučaju o homogenom sustavu..

Zašto? Jer, na prvi pogled, crna kava izgleda jednolično i možda mislite da je i ona unutra. Ako bi se šećer dodao bez miješanja, on bi se smirio na dno čaše i, početni homogeni sustav, postao bi heterogen.

Međutim, ako bi se kava miješala dok se šećer potpuno ne otopi, njegova bi se homogenost vratila, iako je s novim organoleptičkim svojstvima sada slađa nego prije. Da bi bila homogena, svaka kap kave izvađena iz bilo kojeg kutka šalice mora znati točno isto.

S druge strane, šalicu crne kave možete usporediti s jednom od mjehurićih površina. Drugi bi bio manje homogen nego prvi, budući da nema ravnomjernu raspodjelu mjehurića. Ali, ako dvije kave imaju isti ukus, a nedostaju kristali šećera (važnije varijable), onda su obje jednako homogene.

Kava s tučenim vrhnjem, ili s umjetničkim crtežima na njihovoj površini, može se uzeti heterogenim sustavima (iako je smjesa homogena s obzirom na kavu).

indeks

• 1 Značajke homogenog sustava
  • 1.1 Šahovska ploča i subjektivnost
• 2 Klasifikacija
  • 2.1 Rješenja
  • 2.2 Čiste tvari
  • 2.3. Homogene reakcije
• 3 Metode frakcioniranja
  • 3.1 Isparavanje
  • 3.2 Destilacija
  • 3.3 Ukapljivanje
• 4 Primjeri
  • 4.1 Svakodnevnog života
  • 4.2 Kemikalije
• 5 Reference

Značajke homogenog sustava

Koja obilježja treba imati homogeni sustav?? 

-Mora imati jednu materijalnu fazu (tekućinu, krutinu ili plin).

-Kada je riječ o mješavini, njezine komponente moraju biti u stanju formirati jednu jedinstvenu fazu. To je slučaj s kavom i šećerom. Ako su na dnu šalice ili šalice kristali šećera bez otapanja, oni čine drugu fazu.

-Njihova intenzivna svojstva (gustoća, viskoznost, molarni volumen, točka vrenja itd.) Moraju biti jednaka u svim točkama unutar sustava. To vrijedi i za organoleptička svojstva (okus, boja, miris, itd.). Prema tome, bjelanac od samo jednog okusa je homogeni sustav sve dok nema drugi element (kao što je sjeckano voće).

-Komponente njihovih mješavina raspoređene su u prostoru na homogen i simetričan način.

Šahovska ploča i subjektivnost

Posljednja karakteristika može izazvati zabune i gledišta.

Šahovska ploča (bez dijelova), na primjer, predstavlja točku u kojoj se o tome pojavljuju različita mišljenja. Je li homogena ili heterogena? A ako se crno-bijeli kvadrati izmjenjuju u redovima (jedan bijeli, jedan crni itd.), Koji bi bio odgovor u tom scenariju??

Budući da se kvadrati međusobno razlikuju po boji, to je glavna varijabla. Tu je primjetna razlika između bijele i crne, koja se izmjenjuje cijelom pločom.

Svaka boja predstavlja komponentu, a smjesa je homogena ako je fizikalna dispozicija orijentirana na takav način da minimizira razlike u njegovim svojstvima. Stoga, boje treba biti raspoređene na najjednostavniji i simetrični mogući način.

Iz tog zaključka, šahovska ploča je homogena, jer je unatoč tome što je heterogena u odnosu na svoje boje, njezina se razlika jednoliko mijenja. Dok su boje prikazane u redovima, "crno-bijele faze" su očigledne, što bi bilo jednako dvama fazama i ulasku u definiciju heterogenog sustava.

klasifikacija

Homogeni sustavi mogu imati mnogo klasifikacija, koje ovise o tome kojoj grani znanja pripadaju. U kemiji, nije dovoljno površno promatrati sustav, nego pronaći koje čestice čine i što rade u njemu.

rješenja

Nezasićene otopine su smjese ili homogeni sustavi prisutni ne samo u kemiji nego iu svakodnevnom životu. More i oceani su gigantske mase soli nezasićene vode. Molekule otapala, obično u tekućoj fazi, okružuju molekule otopljene tvari i sprječavaju njihovo dodavanje u obliku krutine ili mjehurića.

Gotovo sva rješenja spadaju u ovu klasifikaciju. Nečisti alkoholi, kiseline, baze, mješavina organskih otapala, indikatorske otopine ili reagensi prijelaznih metala; sve sadržane u volumetrijskim balonima ili staklenim ili plastičnim spremnicima, klasificiranim kao homogeni sustavi.

S obzirom na nižu formaciju druge faze u jednom od ovih rješenja, sustav više nije homogen.

Čiste tvari

Iznad je napisan izraz "nečisti alkoholi", što znači da se obično miješaju s vodom. Međutim, čisti alkoholi, kao i bilo koji drugi tekući spoj, su homogeni sustavi. To se ne odnosi samo na tekućine, već i na krute tvari i plinove.

Zašto? Jer kada imate samo jednu vrstu čestice u sustavu, govorite o visokoj homogenosti. Svi su jednaki, a jedina je varijacija u načinu na koji vibriraju ili se kreću; ali, u odnosu na njegova fizička ili kemijska svojstva, nema razlike u bilo kojem dijelu sustava.

To znači da je čista željezna kocka homogeni sustav jer ima samo atome željeza. Da bi se uklonio fragment bilo kojeg od njegovih vrhova i utvrdila njegova svojstva, dobili bi se isti rezultati; to jest, ispunjena je homogenost njezinih svojstava.

Ako je nečista, njezina bi svojstva oscilirala unutar raspona vrijednosti. To je učinak nečistoća na željezo i na bilo koju drugu tvar ili spoj.

Ako, s druge strane, željezna kocka ima oksidirane dijelove (crvene) i metalne dijelove (sivkaste), onda je to heterogeni sustav.

Homogene reakcije

Homogene reakcije su možda najvažniji homogeni kemijski sustavi. U njima su svi reagensi u istoj fazi, osobito u tekućini ili plinu. Karakterizira ih veći kontakt i molekularni sudar između reaktanata.

Kako postoji samo jedna faza, čestice se kreću s većom slobodom i brzinom. S jedne strane to je velika prednost; s druge strane, mogu se formirati neželjeni proizvodi ili se neki reagensi kreću tako brzo da se ne sudare učinkovito.

Reakcija vrućih plinova s ​​kisikom koja uzrokuje požar je simboličan primjer ove vrste reakcija.

Bilo koji drugi sustav koji uključuje reagense s različitim fazama, kao što je slučaj s oksidacijom metala, smatra se heterogenom reakcijom.

Metode frakcioniranja

U principu, s obzirom na njegovu ujednačenost, nije moguće odvojiti komponente homogenih sustava mehaničkim metodama; mnogo manje ako je to čista supstanca ili spoj, iz čijeg se frakcioniranja dobivaju njegovi elementarni atomi.

Na primjer, lakše je (ili brže) odvojiti komponente pizze (heterogenog sustava) od komponenti kave (homogenog sustava). Prvo je dovoljno koristiti ruke za uklanjanje sastojaka; dok će s drugom biti potrebno više od ruke da se kava odijeli od vode.

Metode se razlikuju ovisno o složenosti sustava i njegovih materijalnih faza.

isparavanje

Isparavanje se sastoji od zagrijavanja otopine sve dok otapalo ne ispari potpuno, ostavljajući otopljenu otopinu. Stoga se ova metoda primjenjuje na homogene tekuće-krute sustave.

Na primjer, kada se otopi pigment u posudi s vodom, sustav je najprije heterogen, budući da pigmentni kristali još nisu difundirali kroz volumen. Nakon nekog vremena sva voda postaje iste boje, što ukazuje na homogenizaciju.

Da bi se dodao pigment, potrebno je zagrijati cijelu količinu vode dok ne ispari. Dakle, H molekule₂Ili povećavaju svoju prosječnu kinetičku energiju zahvaljujući energiji koju daje toplina. To dovodi do bijega u plinsku fazu, ostavljajući na dnu (i na zidovima spremnika) kristale pigmenta.

Isto se događa s morskom vodom iz koje se njezine soli mogu ekstrahirati kao bijelo kamenje kada se zagrijavaju.

S druge strane, isparavanje se također koristi za uklanjanje hlapljivih otopljenih tvari kao plinovitih molekula (O₂, CO₂, N₂, itd.) Kada se otopina zagrije, plinovi se počinju skupljati i stvaraju mjehuriće, čiji će se pritisak, ako prelazi vanjski, podići kako bi izbjegao tekućinu.

rotacijski isparavanje

Ova metoda omogućuje regeneraciju organskih otapala primjenom vakuuma. To je vrlo korisno, osobito pri vađenju ulja ili masti iz organske tvari.

Na taj način, otapalo se može ponovno upotrijebiti za buduće ekstrakcije. Ovi su pokusi vrlo česti u istraživanju prirodnih ulja dobivenih od bilo koje organske tvari (samo, sjemenke, cvijeće, voćne ljuske, itd.).

destilacija

Destilacija omogućuje odvajanje komponenti homogenog sustava tekuće-tekuće. Ona se temelji na razlici vrelišta svake komponente (ΔT)_eb); Što je veća razlika, lakše će se razdvojiti.

Za to je potreban stupac za hlađenje koji potiče kondenzaciju najhlapljivije tekućine, koja će potom ući u zbirni balon. Tip destilacije varira ovisno o vrijednostima ΔT_eb i tvari koje su uključene.

Ova metoda se vrlo često koristi pri pročišćavanju homogenih smjesa; na primjer, dobivanje plinovitog produkta iz homogene reakcije. Međutim, ona također ima primjenu za heterogene smjese, kao što se događa u procesima rafiniranja sirove nafte za dobivanje fosilnih goriva i drugih proizvoda..

rastapanje

A što je s homogenim plinovitim sustavima? Sastoje se od više od jedne vrste molekula ili plinovitih atoma, koji se razlikuju po svojim molekularnim strukturama, masama i atomskim radijusima..

Dakle, oni imaju svoja fizička svojstva i ponašaju se drugačije u odnosu na povećanje tlaka i pad temperature.

Kada se i T i P razlikuju, neki plinovi teže interagiraju više od drugih; s dovoljno sile da se kondenzira u tekućoj fazi. Ako se, s druge strane, cijeli sustav kondenzira, tada se pribjegava destilaciji komponenti kondenzata.

Ako su A i B plinovi, ukapljivanjem se kondenziraju u homogenoj smjesi, koja se zatim podvrgava destilaciji. Na taj se način dobiju čisti A i B u različitim spremnicima (kao što su odvojeni tekući kisik i dušik).

Primjeri

Ostali dodatni primjeri homogenih sustava navedeni su u nastavku.

Svakodnevnog života

-Bijela pasta za zube.

-Ocat, kao i komercijalni alkohol i tekući deterdženti.

-Krvna plazma.

-Zrak Oblaci se također mogu smatrati homogenim sustavima, iako oni uistinu sadrže kapljice mikro vode.

-Alkoholna pića bez leda.

-Parfemi.

-Želatina, mlijeko i med. Međutim, mikroskopski su heterogeni sustavi, unatoč tome što pokazuju jednu fazu golim okom.

-Svaki čvrsti objekt s jednakim vidljivim karakteristikama, kao što su boja, svjetlina, dimenzije itd. Na primjer, simetrični i metalni nuggetsi, ili fasetirani blokovi minerala ili soli. Ogledala također spadaju u ovaj raspon objekata.

kemikalije

-Čelik i metalne legure. Njegovi atomi metala raspoređeni su u kristalnom rasporedu gdje sudjeluje metalna veza. Ako je raspodjela atoma jednolika, bez "slojeva" atoma metala X ili Y.

-Sva rješenja pripremljena unutar ili izvan laboratorija.

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

-Sve sinteze ili proizvodnje u kojima su reagensi ili sirovina u jednoj fazi.

Homogena kataliza

Neke reakcije ubrzavaju se dodavanjem homogenih katalizatora, koji su tvari koje sudjeluju u skladu s vrlo specifičnim mehanizmom u istoj fazi reaktanata; to jest, u reakcijama koje se provode u vodenim otopinama, ti katalizatori moraju biti topljivi.

Općenito, homogena kataliza je vrlo selektivna, iako nije jako aktivna niti stabilna.

reference

1. Urednici Enciklopedije Britannica. (2018.). Homogena reakcija. Encyclopædia Britannica. Preuzeto s: britannica.com
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24. rujna 2018.) Razlika između heterogenih i homogenih smjesa. Preuzeto s: thoughtco.com
3. Chemicool. (2017). Definicija homogene. Preuzeto s: chemicool.com
4. LoveToKnow. (2018.). Primjeri homogene smjese. Preuzeto s: examples.yourdictionary.com
5. Znanje znanosti. (N. D.). Kemija: homogeni i heterogeni sustavi. Oporavio se od: saberdeciencias.com
6. Lic. Naso C. (s.f.). Smjese i otopine. [PDF]. Preuzeto s: cam.educaciondigital.net
7. Brazil R. (20. travnja 2018.). Kombiniranje homogene i heterogene katalize. Preuzeto s: chemistryworld.com