EN homogent system Det er den del af universet, der består af en enkelt fase af materien. Det kan være en helt ensartet fase eller bestå af en ordnet og symmetrisk blanding af grundstoffer, som i tilfælde af homogene kemiske systemer er partikler (molekyler, atomer, ioner osv.).
Naturen har tendens til gennem usikre eller velkendte mekanismer at homogenisere nogle egenskaber eller hele selve systemet. På jorden er der et orkester med balance mellem homogene og heterogene systemer, betragtet som sådan gennem visuelle udforskninger.
Det vil sige, i første omgang kvalificerer øjnene, om et system (ethvert objekt eller rum) er homogent eller ej. Hvis det er overfladisk, er det næste trin at spørge dig selv, hvordan dets sammensætning er, og hvordan dens elementer er arrangeret. Med dette i tankerne kan det bekræftes eller ej (med en vis sikkerhed), hvis systemet præsenterer homogenitet i dets egenskaber.
For eksempel på billedet ovenfor har du billedet af en kaffekop, en tallerken og en sukkerindpakning med et lykkeligt ansigt. Hvis disse tre elementer blev overvejet for en undersøgelse, ville systemet være heterogent, men hvis kun den sorte kaffe inde i koppen blev undersøgt, i dette tilfælde ville vi tale om et homogent system.
Hvorfor? Fordi sort kaffe ved første øjekast har en ensartet overflade, og du tror måske, det er dets indre. Hvis sukkeret blev tilsat uden omrøring, ville det lægge sig i bunden af koppen, og det oprindelige homogene system ville blive heterogent..
Imidlertid, hvis kaffen blev omrørt, indtil sukkeret var helt opløst, ville dets homogenitet vende tilbage, dog med den nye organoleptiske egenskab, at det nu er sødere end før. For at være homogen skal hver dråbe kaffe, der ekstraheres fra ethvert hjørne af koppen, smage nøjagtigt den samme.
På den anden side kan en kop sort kaffe sammenlignes med en med en boblende overflade. Det andet ville være mindre homogent end det første, da det ikke præsenterer en ensartet fordeling af dets bobler. Men hvis de to kaffe smager ens og mangler sukkerkrystaller (de vigtigste variabler), så er de begge lige homogene..
Kaffe med flødeskum eller med kunstneriske tegninger på overfladen kan tages af heterogene systemer (selvom blandingen er homogen med hensyn til kaffe).
Artikelindeks
Hvilke egenskaber skal et homogent system have?
-Den skal have en enkelt materialefase (flydende, fast eller gas).
-Når det kommer til en blanding, skal dens komponenter være i stand til at danne en enkelt ensartet fase. Dette er tilfældet med kaffe og sukker. Hvis der er uopløste sukkerkrystaller i bunden af glasset eller koppen, udgør de en anden fase..
-Dens intensive egenskaber (tæthed, viskositet, molvolumen, kogepunkt osv.) Skal være de samme på alle punkter i systemet. Dette gælder også for de organoleptiske egenskaber (smag, farve, lugt osv.). En marengs med en smag er således et homogent system, så længe det ikke har et andet element (såsom hakket frugt).
-Komponenterne i deres blandinger er arrangeret i rummet på en homogen og symmetrisk måde.
Sidstnævnte funktion kan udløse forvirring og modstridende synspunkter.
Skakbrættet (uden brikkerne) repræsenterer for eksempel et punkt, hvor forskellige meninger opstår om det. Er det homogent eller heterogent? Og hvis de sorte og hvide firkanter skifter i rækker (en hvid, en sort osv.), Hvad ville svaret være i dette scenario?
Fordi boksene adskiller sig fra hinanden efter farve, er dette hovedvariablen. Der er en mærkbar forskel mellem hvid og sort, som skifter på hele tavlen.
Hver farve repræsenterer en komponent, og blandingen er homogen, hvis deres fysiske arrangement er orienteret på en sådan måde, at forskellene i deres egenskaber minimeres. Derfor skal farverne arrangeres så jævnt og symmetrisk som muligt..
Fra denne ræsonnement er skakbrættet homogent, for på trods af at det er heterogent med hensyn til dets farver, skifter deres forskel ensartet. Mens de farver, der vises i rækker, er de "sorte og hvide faser" tydelige, hvilket svarer til at have to faser og gå ind i definitionen af et heterogent system..
Homogene systemer kan have mange klassifikationer, der afhænger af, hvilken vidensgren de tilhører. I kemi er det ikke nok at observere et system overfladisk, men at finde ud af, hvilke partikler der komponerer det, og hvad de gør i det.
Umættede opløsninger er homogene blandinger eller systemer, der ikke kun findes i kemien, men også i hverdagen. Havet og havene er gigantiske masser af umættet saltvand. Opløsningsmiddelmolekyler, normalt i flydende fase, omgiver opløste molekyler og forhindrer dem i at aggregeres for at danne et fast stof eller en boble..
Næsten alle løsninger falder ind under denne klassificering. Uren alkohol, syrer, baser, en blanding af organiske opløsningsmidler, indikatoropløsninger eller overgangsmetalreagenser; alt indeholdt i volumetriske balloner eller glas- eller plastbeholdere, klassificeret som homogene systemer.
I betragtning af den mindre dannelse af en anden fase i nogen af disse løsninger er systemet ikke længere homogent.
Udtrykket "urene alkoholer" blev skrevet ovenfor med henvisning til det faktum, at de normalt blandes med vand. Imidlertid er rene alkoholer såvel som enhver anden flydende forbindelse homogene systemer. Dette gælder ikke kun for væsker, men også for faste stoffer og gasser..
Hvorfor? For når du kun har en type partikel i et system, taler du om høj homogenitet. De er alle de samme, og den eneste variation er i den måde, de vibrerer eller bevæger sig på; men i forhold til dets fysiske eller kemiske egenskaber er der ingen forskel i nogen del af systemet.
Dette betyder, at en terning af rent jern er et homogent system, fordi det kun har jernatomer. Hvis et fragment blev revet fra en af dets hjørner, og dets egenskaber blev bestemt, ville de samme resultater opnås; det vil sige, at dets egenskaber er ensartede.
Hvis det var urent, ville dets egenskaber svinge inden for en række værdier. Dette er virkningen af urenheder på jern og på ethvert andet stof eller forbindelse.
Hvis jernterningen på den anden side har rustne dele (rød) og metaldele (grålig), er det et heterogent system.
Homogene reaktioner er måske de vigtigste homogene kemiske systemer. I dem er alle reaktanterne i den samme fase, især den flydende eller den gasformige fase. De er kendetegnet ved større kontakt og molekylære kollisioner mellem reaktanterne.
Da der kun er en fase, bevæger partiklerne sig med større frihed og hastigheder. På den ene side er dette en stor fordel; men på den anden side kan der dannes uønskede produkter, eller nogle reagenser bevæger sig så hurtigt, at de ikke kolliderer effektivt.
Omsætningen af varme gasser med ilt for at skabe ild er et symbolsk eksempel på denne type reaktion..
Ethvert andet system, hvor reagenser med forskellige faser deltager, såsom oxidation af metaller, betragtes som en heterogen reaktion.
I princippet er det på grund af deres ensartethed ikke muligt at adskille komponenterne i homogene systemer ved mekaniske metoder; meget mindre, hvis det er et rent stof eller en forbindelse, fra hvis fraktioneringer de grundlæggende atomer opnås.
For eksempel er det lettere (eller hurtigere) at adskille komponenterne i en pizza (heterogent system) end komponenterne i en kaffe (homogent system). I den første er det nok at bruge dine hænder til at fjerne ingredienserne; mens det med det andet tager mere end hænder at adskille kaffen fra vandet.
Metoderne varierer alt efter systemets kompleksitet og dets materialefaser.
Fordampning består af opvarmning af en opløsning, indtil opløsningsmidlet fordamper fuldstændigt og efterlader opløst stof. Derfor anvendes denne metode til homogene flydende-faste systemer.
For eksempel er systemet, når det opløser et pigment i en beholder med vand, oprindeligt heterogent, da pigmentets krystaller endnu ikke er diffunderet i hele volumenet. Efter et stykke tid får alt vand samme farve, hvilket er tegn på en homogenisering.
For at genvinde det tilsatte pigment skal hele vandvolumenet opvarmes, indtil det fordamper. Molekylerne af HtoEller de øger deres gennemsnitlige kinetiske energi takket være den energi, der leveres af varme. Dette fører til, at de flygter ud i den gasformige fase og efterlader pigmentkrystaller i bunden (og på beholderens vægge)..
Det samme sker med havvand, hvorfra dets salte kan ekstraheres som hvide sten, når de opvarmes.
På den anden side anvendes fordampning også til at fjerne flygtige opløste stoffer såsom gasformige molekyler (Oto, COto, Nto, etc.). Når opløsningen opvarmes, begynder gasserne at samles for at danne bobler, hvis tryk, hvis den overstiger det ydre tryk, vil stige for at undslippe væsken..
Denne metode gør det muligt at genvinde organiske opløsningsmidler ved at påføre et vakuum. Det er meget nyttigt, især når der ekstraheres olier eller fedtstoffer fra organisk materiale.
På denne måde kan opløsningsmidlet genbruges til fremtidige ekstraktioner. Disse eksperimenter er meget almindelige i undersøgelsen af naturlige olier opnået fra ethvert organisk materiale (blød, frø, blomster, frugtskaller osv.).
Destillation tillader adskillelse af komponenter i et homogent væske-væske-system. Det er baseret på forskellen i kogepunkterne for hver komponent (ATeb); jo større forskel, jo lettere bliver det at adskille dem.
Det kræver en kølesøjle, der fremmer kondensationen af den mest flygtige væske, som derefter strømmer ind i en opsamlingsballon. Destillationstypen varierer afhængigt af værdierne for ATeb og de involverede stoffer.
Denne metode anvendes i vid udstrækning til oprensning af homogene blandinger; såsom for eksempel at udvinde et gasformigt produkt fra en homogen reaktion. Imidlertid har det også anvendelse for heterogene blandinger, som det forekommer i raffineringsprocesserne for råolie for at opnå fossile brændstoffer og andre produkter..
Og hvad med homogene gassystemer? De er sammensat af mere end en type gasformige molekyler eller atomer, der adskiller sig i deres molekylære strukturer, masser og atomare radier..
Derfor har de deres egne fysiske egenskaber og opfører sig anderledes, når de står over for et stigning i tryk og et fald i temperaturen..
Når både T og P varierer, har nogle gasser en tendens til at interagere stærkere end andre; stærk nok til at kondensere til en flydende fase. Hvis derimod hele systemet kondenserer, anvendes destillation af kondensatkomponenterne..
Hvis A og B er gasser, kondenseres de gennem kondensering til en homogen blanding, som derefter udsættes for destillation. På denne måde opnås ren A og B i forskellige beholdere (såsom separat flydende ilt og nitrogen)..
Yderligere eksempler på homogene systemer er anført nedenfor..
-Hvid tandpasta.
-Eddike samt kommerciel alkohol og flydende vaskemidler.
-Blodplasma.
-Luften. Skyer kan også betragtes som homogene systemer, selvom de faktisk indeholder mikrodråber vand..
-Alkoholiske drikkevarer uden is.
-Parfume.
-Gelé, mælk og honning. Imidlertid er de mikroskopisk heterogene systemer, til trods for at de viser en enkelt fase med det blotte øje.
-Ethvert fast objekt med synlige ensartede egenskaber, såsom farve, lysstyrke, dimensioner osv. For eksempel symmetriske og metalliske nuggets eller facetterede blokke af et mineral eller salt. Spejle falder også inden for dette område af objekter.
-Stål og metallegeringer. Dens metalliske atomer er arrangeret i et krystallinsk arrangement, hvor den metalliske binding deltager. Hvis fordelingen af atomerne er ensartet, uden "lag" af atomer af et metal X eller Y.
-Alle løsninger tilberedt inden for eller uden for laboratoriet.
-Rene kulbrinter (butan, propan, cyclohexan, benzen osv.).
-Alle synteser eller produktioner, hvor reagenserne eller råmaterialet er i en enkelt fase.
Nogle reaktioner accelereres ved tilsætning af homogene katalysatorer, som er stoffer, der deltager i henhold til en meget specifik mekanisme i den samme fase af reaktanterne; dvs. ved reaktioner udført i vandige opløsninger skal disse katalysatorer være opløselige.
Generelt er homogen katalyse meget selektiv, men ikke særlig aktiv eller stabil.
Endnu ingen kommentarer