Ominainen homogeeninen järjestelmä, luokitus, fraktiointimenetelmät

homogeeninen järjestelmä se on se maailmankaikkeuden osa, joka koostuu yhden aineen vaiheesta. Se voi olla täysin yhtenäinen vaihe, tai se voi olla järjestetty ja symmetrinen elementtien seos, joka homogeenisten kemiallisten järjestelmien tapauksessa on hiukkasia (molekyylejä, atomeja, ioneja jne.)..

Luonto pyrkii epävarmojen tai tunnettujen mekanismien kautta homogenoimaan jotakin omaisuutta tai koko järjestelmää. Maapallolla on tasapainoinen orkesteri homogeenisten ja heterogeenisten järjestelmien välillä, joita pidetään sellaisina visuaalisten tutkimusten avulla.

Eli ensinnäkin silmät ovat oikeutettuja, jos järjestelmä (mikä tahansa kohde tai tila) on homogeeninen tai ei. Jos se on pinnallinen, seuraava vaihe on kysyä, miten sen koostumus on ja miten sen elementit on järjestetty. Tätä silmällä pitäen se voidaan vahvistaa tai ei (tietyllä varmuudella), jos järjestelmä esittää ominaisuuksiaan homogeenisesti.

Esimerkiksi yllä olevassa kuvassa on kahvikupin, lautasen ja sokeripakkauksen kuva, jossa on onnellinen kasvot. Jos pidät näitä kolmea elementtiä tutkimukseen, järjestelmä olisi heterogeeninen, mutta jos tutkitte vain kupin sisällä olevaa mustaa kahvia, puhut tässä tapauksessa homogeenisesta järjestelmästä.

Miksi? Koska musta kahvi näyttää ensi näkemältä yhtenäiseltä pinnalta ja saatat ajatella, että se on myös sisällä. Jos sokeria lisättiin sekoittamatta, se laskeutuu kupin pohjaan, ja alkuperäinen homogeeninen järjestelmä muuttuisi heterogeeniseksi.

Kuitenkin, jos kahvia sekoitettiin, kunnes sokeri oli täysin liuennut, sen homogeenisuus palaisi, vaikka uuden aistinvaraisen ominaisuuden kanssa se on nyt makeampi kuin aikaisemmin. Jotta jokainen kupin pisara olisi homogeeninen, sen täytyy tietää täsmälleen sama.

Toisaalta voit verrata mustaa kahvia kuplien kanssa. Toinen olisi vähemmän homogeeninen kuin ensimmäinen, koska sillä ei ole yhtäläistä sen kuplien jakautumista. Mutta jos kahdella kahvilla on sama maku ja niillä ei ole sokerikiteitä (tärkeämpiä muuttujia), niin molemmat ovat yhtä homogeenisia.

Hedogeeniset järjestelmät voivat ottaa kermavaahtoa, jossa on kermavaahtoa tai joiden pinnalla on taiteellisia piirustuksia (vaikka seos on homogeeninen kahvin suhteen).

indeksi

• 1 Homogeenisen järjestelmän ominaisuudet
  • 1.1 Shakki ja subjektiivisuus
• 2 Luokitus
  • 2.1 Ratkaisut
  • 2.2 Puhtaat aineet
  • 2.3 Homogeeniset reaktiot
• 3 Fraktiointimenetelmät
  • 3.1 Haihdutus
  • 3.2 Tislaus
  • 3.3 Nesteytys
• 4 Esimerkkejä
  • 4.1 Jokapäiväisestä elämästä
  • 4.2 Kemikaalit
• 5 Viitteet

Homogeenisen järjestelmän ominaisuudet

Mitä ominaisuuksia homogeenisen järjestelmän pitäisi olla?? 

-Täytyy olla yksi materiaalivaihe (neste, kiinteä tai kaasu).

-Kun kyseessä on seos, sen komponenttien on kyettävä muodostamaan yksi yhtenäinen vaihe. Tämä koskee kahvia ja sokeria. Jos kupin tai kupin pohjassa on sokerikiteitä ilman liukenemista, ne muodostavat toisen vaiheen.

-Niiden intensiivisten ominaisuuksien (tiheys, viskositeetti, moolitilavuus, kiehumispiste jne.) On oltava samat kaikissa järjestelmän kohdissa. Tämä koskee myös aistinvaraisia ​​ominaisuuksia (maku, väri, haju jne.). Näin ollen yhden makuisen marinainen on homogeeninen järjestelmä, kunhan siinä ei ole muuta elementtiä (kuten hienonnettuja hedelmiä).

-Niiden seokset tilataan tilaan homogeenisesti ja symmetrisesti.

Shakkilauta ja subjektiivisuus

Viimeinen ominaisuus voi aiheuttaa sekaannuksia ja näkökulmia.

Esimerkiksi shakkilauta (ilman paloja) edustaa kohtaa, jossa siitä tulee erilaisia ​​mielipiteitä. Onko se homogeeninen tai heterogeeninen? Ja jos mustat ja valkoiset neliöt vuorottelevat riveillä (yksi valkoinen, yksi musta ja niin edelleen), mikä olisi vastaus tässä tilanteessa??

Koska neliöt eroavat toisistaan ​​värin mukaan, tämä on tärkein muuttuja. Valkoisen ja mustan välillä on huomattava ero, joka vuorottelee koko aluksella.

Jokainen väri edustaa komponenttia, ja seos on homogeeninen, jos sen fysikaalinen sijoittelu on suunnattu siten, että sen ominaisuudet eroavat mahdollisimman vähän. Siksi värit tulisi järjestää mahdollisimman yhdenmukaisesti ja symmetrisesti.

Tästä perustelusta shakkilevy on homogeeninen, koska huolimatta siitä, että se on heterogeeninen sen värien suhteen, sen ero vaihtelee tasaisesti. Kun värit näytetään riveissä, "mustat ja valkoiset vaiheet" ovat ilmeisiä, mikä vastaa kahta vaihetta ja syöttää heterogeenisen järjestelmän määritelmän.

luokitus

Homogeenisilla järjestelmillä voi olla monia luokituksia, jotka riippuvat siitä, millä osa-alueella ne kuuluvat. Kemiassa ei riitä, että järjestelmää tarkkaillaan pinnallisesti, vaan löytää, mitkä hiukkaset muodostavat sen ja mitä he tekevät siinä.

ratkaisut

Tyydyttymättömät liuokset ovat seoksia tai homogeenisia järjestelmiä, joita ei ole pelkästään kemiassa, vaan jokapäiväisessä elämässä. Meri ja valtameret ovat valtavia massoja tyydyttymättömiä suolaa. Liuotinmolekyylit, yleensä nestefaasissa, ympäröivät liukoisia molekyylejä ja estävät niiden lisäämisen kiinteän tai kuplan muodostamiseksi.

Lähes kaikki ratkaisut kuuluvat tähän luokitukseen. Epäpuhtaat alkoholit, hapot, emäkset, orgaanisten liuottimien, indikaattoriliuosten tai siirtymämetallireagenssien seos; kaikki sisältyvät tilaviin ilmapalloihin tai lasi- tai muovisäiliöihin, jotka luokitellaan homogeenisiksi järjestelmiksi.

Ottaen huomioon toisen vaiheen alhaisemman muodostumisen yhdessä näistä ratkaisuista, järjestelmä ei ole enää homogeeninen.

Puhtaat aineet

Edellä on kirjoitettu ilmaisu "epäpuhtaat alkoholit", mikä tarkoittaa, että ne sekoitetaan yleensä veteen. Puhtaat alkoholit sekä muut nestemäiset yhdisteet ovat kuitenkin homogeenisia järjestelmiä. Tämä ei koske ainoastaan ​​nesteitä, vaan myös kiintoaineita ja kaasuja.

Miksi? Koska silloin, kun järjestelmässä on vain yksi hiukkastyyppi, puhutte suuresta homogeenisuudesta. Kaikki ovat yhtäläisiä, ja ainoa muunnelma on siinä, miten ne värisevät tai liikkuvat; mutta sen fysikaalisten tai kemiallisten ominaisuuksien suhteen ei ole mitään eroa missään järjestelmän osassa.

Tämä tarkoittaa, että puhdas rautakuutio on homogeeninen järjestelmä, koska siinä on vain rauta-atomeja. Jos minkä tahansa sen pisteiden fragmentti olisi poistettava ja sen ominaisuudet määritettäisiin, saataisiin samat tulokset; toisin sanoen sen ominaisuuksien homogeenisuus täyttyy.

Jos se on epäpuhdas, sen ominaisuudet värähtelevät arvojen alueella. Tämä on epäpuhtauksien vaikutus rautaan ja mihin tahansa muuhun aineeseen tai yhdisteeseen.

Jos toisaalta rautakuutio on hapettuneita osia (punaisia) ja metalliosia (harmaita), se on heterogeeninen järjestelmä.

Homogeeniset reaktiot

Homogeeniset reaktiot ovat kenties tärkeimmät homogeeniset kemialliset järjestelmät. Niissä kaikki reagenssit ovat samassa vaiheessa, erityisesti nestettä tai kaasua. Niille on tunnusomaista suurempi reagoivien aineiden ja molekyylien välinen törmäys.

Koska on vain yksi vaihe, hiukkaset liikkuvat suuremmalla vapaudella ja nopeudella. Toisaalta tämä on suuri etu; mutta toisaalta ei-toivottuja tuotteita voidaan muodostaa tai jotkut reagenssit liikkuvat niin nopeasti, että ne eivät törmää tehokkaasti.

Kuumien kaasujen reaktio hapen kanssa tulipalon aikaansaamiseksi on esimerkki tämäntyyppisistä reaktioista.

Mitä tahansa muuta järjestelmää, jossa on reagensseja, joilla on erilaiset faasit, kuten metallien hapetuksessa, pidetään heterogeenisenä reaktiona.

Fraktiointimenetelmät

Periaatteessa sen yhtenäisyyden vuoksi homogeenisten järjestelmien komponentteja ei voida erottaa mekaanisilla menetelmillä; paljon vähemmän, jos se on puhdasta ainetta tai yhdistettä, jonka fraktioinnista saadaan sen alkuaineet.

Esimerkiksi pizzan (heterogeeninen järjestelmä) komponenttien erottaminen on helpompaa (tai nopeampaa) kuin kahvin (homogeeninen järjestelmä). Ensimmäisessä tapauksessa riittää, että käytät käsiä poistamaan ainesosat; kun taas toisella, kahvin erottaminen vedestä kestää enemmän kuin kädet.

Menetelmät vaihtelevat järjestelmän ja sen materiaalivaiheiden monimutkaisuuden mukaan.

haihtuminen

Haihdutus muodostuu liuoksen kuumentamisesta, kunnes liuotin haihtuu kokonaan, jolloin liuenneen aineen annostelu tapahtuu. Siksi tätä menetelmää sovelletaan homogeenisiin nestemäisiin kiinteisiin järjestelmiin.

Esimerkiksi, kun pigmentti liuotetaan vesisäiliöön, järjestelmä on aluksi heterogeeninen, koska pigmenttikiteet eivät ole vielä hajaantuneet koko tilavuuteen. Jonkin ajan kuluttua kaikki vesi muuttuu samanväriseksi, mikä viittaa homogenointiin.

Lisätyn pigmentin talteenottamiseksi koko veden määrä on lämmitettävä, kunnes se haihtuu. Näin ollen H-molekyylit₂Tai ne lisäävät keskimääräistä kineettistä energiaa lämmön tuottaman energian ansiosta. Tämä johtaa poistumiseen kaasufaasiin, jättäen säiliön pohjaan (ja säiliön seiniin) pigmenttikiteitä.

Sama tapahtuu meriveden kanssa, josta sen suolat voidaan uuttaa valkoisina kivinä kuumennettaessa.

Toisaalta haihduttamista käytetään myös haihtuvien liuottimien poistamiseksi kaasumaisina molekyyleinä (O₂, CO₂, N₂, jne). Kun liuosta kuumennetaan, kaasut alkavat kerääntyä muodostamaan kuplia, joiden paine, jos se ylittää ulkoisen, nousee poistumaan nesteestä.

pyöröhaihdutuksella

Tämä menetelmä mahdollistaa orgaanisten liuottimien talteenoton tyhjiön avulla. Se on erittäin hyödyllinen erityisesti öljyjen tai rasvojen uuttamisessa orgaanisesta aineesta.

Tällä tavoin liuotin voidaan käyttää uudelleen tulevia uuttoja varten. Nämä kokeet ovat hyvin yleisiä tutkittaessa luonnollisia öljyjä, jotka on saatu mistä tahansa orgaanisesta aineesta (pelkkä, siemenet, kukat, hedelmäkuoret jne.).

tislaus

Tislaus mahdollistaa nestemäisen nestemäisen homogeenisen järjestelmän komponenttien erottamisen. Se perustuu kunkin komponentin kiehumispisteiden erotukseen (ΔT_EB); Mitä suurempi ero on, sitä helpompi on erottaa ne toisistaan.

Se vaatii jäähdytyspylvään, joka edistää haihtuvan nesteen kondensoitumista, joka sitten virtaa keräyspalloon. Tislauksen tyyppi vaihtelee ΔT: n arvojen mukaan_EB ja aineet.

Tätä menetelmää käytetään hyvin homogeenisten seosten puhdistamisessa; esimerkiksi talteenotetaan kaasumainen tuote homogeenisesta reaktiosta. Se koskee kuitenkin myös heterogeenisia seoksia, kuten raakaöljyn jalostusprosesseissa fossiilisten polttoaineiden ja muiden tuotteiden saamiseksi..

nesteytyslaitokset

Entä homogeeniset kaasumaiset järjestelmät? Ne koostuvat useammasta kuin yhdestä molekyylien tai kaasumaisen atomin tyypistä, jotka eroavat molekyylirakenteistaan, massistaan ​​ja atomisäteistä.

Siksi niillä on omat fysikaaliset ominaisuudet ja ne toimivat eri tavoin paineen nousun ja lämpötilan laskun edessä.

Kun sekä T että P vaihtelevat, jotkut kaasut pyrkivät vuorovaikutuksessa voimakkaammin kuin toiset; tarpeeksi voimaa kondensoitumaan nestefaasissa. Jos toisaalta koko järjestelmä tiivistyy, käytetään kondensaattikomponenttien tislausta.

Jos A ja B ovat kaasuja nesteyttämällä, ne kondensoituvat homogeeniseen seokseen, joka sitten tislataan. Tällä tavoin puhdas A ja B saadaan eri säiliöissä (kuten erillisessä nestemäisessä hapessa ja typessä).

esimerkit

Muut ylimääräiset esimerkit homogeenisista järjestelmistä on lueteltu alla.

Jokapäiväisestä elämästä

-Valkoinen hammastahna.

-Etikka, kaupalliset alkoholit ja nestemäiset pesuaineet.

-Veriplasma.

-Ilma Pilviä voidaan pitää myös homogeenisina järjestelminä, vaikka ne sisältävät todella pieniä vesipisaroita.

-Alkoholijuomat ilman jäätä.

-hajuvedet.

-Gelatiini, maito ja hunaja. Kuitenkin mikroskooppisesti ne ovat heterogeenisiä järjestelmiä, vaikka niillä on yksi faasi paljaalla silmällä.

-Kaikki kiinteät esineet, joilla on yhtenäiset näkyvät ominaisuudet, kuten väri, kirkkaus, mitat jne. Esimerkiksi symmetriset ja metalliset nuggetit tai mineraalien tai suolan särmätyt lohkot. Peilit kuuluvat myös tähän valikoimaan.

kemikaalit

-Teräs ja metalliseokset. Sen metalliatomit on järjestetty kiteiseen järjestelyyn, jossa metalli- sidos osallistuu. Jos atomien jakauma on yhtenäinen, ilman metallin X tai Y atomien "kerroksia".

-Kaikki laboratoriossa tai sen ulkopuolella valmistetut ratkaisut.

-Puhtaat hiilivedyt (butaani, propaani, sykloheksaani, bentseeni jne.).

-Kaikki synteesit tai tuotokset, joissa reagenssit tai raaka-aine ovat yhdessä vaiheessa.

Homogeeninen katalyysi

Joitakin reaktioita kiihdytetään lisäämällä homogeenisia katalyyttejä, jotka ovat aineita, jotka osallistuvat hyvin spesifisen mekanismin mukaisesti samassa vaiheessa reagensseja; toisin sanoen reaktioissa, jotka suoritetaan vesiliuoksissa, näiden katalyyttien täytyy olla liukoisia.

Yleensä homogeeninen katalyysi on hyvin selektiivinen, vaikkakaan ei kovin aktiivinen eikä stabiili.

viittaukset

1. Encyclopaedia Britannican toimittajat. (2018). Homogeeninen reaktio. Encyclopædia Britannica. Haettu osoitteesta: britannica.com
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24. syyskuuta 2018). Heterogeenisten ja homogeenisten seosten välinen ero. Haettu osoitteesta thinkco.com
3. Chemicool. (2017). Määritelmä homogeeninen. Haettu osoitteesta: chemicool.com
4. LoveToKnow. (2018). Esimerkkejä homogeenisesta seoksesta. Haettu osoitteesta example.yourdictionary.com
5. Tieteen tuntemus. (N.D.). Kemia: homogeeniset ja heterogeeniset järjestelmät. Palautettu osoitteesta: saberdeciencias.com
6. Naso C. (s.f.). Seokset ja liuokset. [PDF]. Haettu osoitteesta: cam.educaciondigital.net
7. Brasilia R. (20. huhtikuuta 2018). Yhdistämällä homogeeninen ja heterogeeninen katalyysi. Haettu osoitteesta: chemistryworld.com