Karakteristisk heterogent system, klassifisering, fraksjoneringsmetoder

en heterogent system er den del av universet okkupert av atomer, molekyler eller ioner, slik at to eller flere skjelnbare danner faser med hverandre. Det forstås av "del av universet" til en dråpe, en ball, reaktoren, bergarter; og ved fase, til en tilstand eller aggregeringsmodus, enten fast, flytende eller gassformig.

Systemets heterogenitet varierer fra definisjonen fra et felt av kunnskap til et annet. Men dette konseptet deler mange likheter innen mat og kjemi.

For eksempel er en pizza med overflaten proppet med ingredienser, som den i bildet ovenfor, et heterogent system. På samme måte teller salaten, en blanding av nøtter og frokostblandinger, eller en bubblig drink, også som heterogene systemer.

Vær oppmerksom på at elementene skiller seg ut fra et enkelt syn og kan skilles manuelt. Hva med majones? Eller melken? Ved første øyekast er de homogene, men mikroskopisk er de heterogene systemer; Nærmere bestemt er de emulsjoner.

I kjemi består ingrediensene av reagenser, partikler eller et stoff som studeres. Fasene er bare fysiske aggregater av disse partiklene, som gir alle de egenskapene som karakteriserer fasene. Alkoholens væskefase "oppfører seg således" annerledes enn den for vann, og enda mer, den av flytende kvikksølv..

I enkelte systemer er fasene så gjenkjennelige som en mettet sukkeroppløsning, med krystaller i bakgrunnen. Hver av seg selv kan klassifiseres som homogen: øverst en fase dannet av vann og under, en fast fase sammensatt av sukkerkrystaller.

I tilfelle av vann-sukker systemet, er det ikke snakk om reaksjon, men av metning. I andre systemer er transformasjonen av materie til stede. Et enkelt eksempel er blanding av et alkalimetall, slik som natrium og vann; Det er eksplosivt, men i begynnelsen er stykket metallisk natrium omgitt av vann.

Så som med majones, er heterogene systemer innen kjemi makroskopisk homogen pasning gjennom, men i lys av et kraftig mikroskop, bære sine sanne heterogene faser.

index

• 1 Kjennetegn ved det heterogene systemet
  • 1.1 Observasjonsgrad
• 2 Klassifisering
  • 2.1 Mette oppløsninger (flytende væske, flytende fast stoff, flytende gass)
  • 2.2 Løsninger med utfelt salter
  • 2.3 Faseoverganger
  • 2.4 Faststoffer og gasser
• 3 Fraksjoneringsmetoder
  • 3.1 Filtrering
  • 3.2 Dekantering
  • 3.3 Screening
  • 3.4 Imaging
  • 3,5 sentrifugering
  • 3.6 Sublimering
• 4 eksempler
• 5 referanser

Egenskaper av det heterogene systemet

Hva er kjennetegnene til et heterogent kjemisk system? Generelt kan de bli oppført som følger:

-De består av to eller flere faser; Det er med andre ord ikke ensartet.

-Det kan generelt bestå av hvilke som helst av følgende faser: fast fast, fast væske, fast gass, flytende væske, flytende gass; og i tillegg kan alle tre være tilstede i samme fast-væskesystem.

-Dens komponenter og faser kan i første omgang skiller seg ut. Derfor er det nok å observere systemet for å trekke konklusjoner fra dets egenskaper; slik som farge, viskositet, størrelse og form av krystaller, lukt, etc..

-Vanligvis dreier det seg om en høy eller lav affinitet termodynamisk likevekt, eller mellom partiklene i løpet av en fase eller mellom to forskjellige faser.

-De fysisk-kjemiske egenskapene varierer i henhold til systemets område eller retning. Dermed kan verdier for for eksempel smeltepunktet oscillere fra en region av et heterogent fast stoff til et annet. Også (det vanligste tilfellet) endres farger eller toner i hele det faste stoffet (væske eller gass) ettersom de sammenlignes.

-De er blandinger av stoffer; det vil si, det gjelder ikke for rene stoffer.

Grad av observasjon

Ethvert homogent system kan betraktes som heterogent hvis skalaene eller grader av observasjon er modifisert. For eksempel er en karaffel fylt med rent vann et homogent system, men som dets molekyler blir observert, er det millioner av dem med sine egne hastigheter.

Fra molekylært synspunkt fortsetter systemet å være homogent fordi det bare er H-molekyler.₂O. Men ytterligere redusert omfanget av observasjon til atomnivåer blir vannet heterogent, siden det ikke består av en enkelt type atom, men av hydrogen og oksygen.

Derfor er egenskapene til heterogene kjemiske systemer avhengig av graden av observasjon. Hvis du ser på mikroskopisk skala, kan du finne flerfasetterte systemer.

En solid A, tilsynelatende homogen og sølvfarget, kan bestå av flere lag av forskjellige metaller (ABCDAB ...) og derfor være heterogene. Derfor er A homogen, makroskopisk, men heterogen ved mikro- eller nano-nivåer.

De samme atomene er også heterogene systemer, fordi de er laget av vakuum, elektroner, protoner, nøytroner og andre subatomære partikler (som kvarker).

klassifisering

I betraktning da en grad av makroskopisk observasjon, som definerer de synlige egenskapene eller en målbar egenskap, kan de kjemiske heterogene systemene klassifiseres på følgende måter:

Mettede løsninger (flytende væske, flytende fast stoff, flytende gass)

Mettede løsninger er et slags heterogent kjemisk system hvor løsningsmidlet ikke kan fortsette å oppløse og danner en fase som er forskjellig fra løsningsmidlet. Eksempelet på vann og sukkerkrystaller faller inn i denne klassifiseringen.

Løsningsmiddelmolekylene når et punkt der de ikke kan være vert for eller solvatere løsningen. Deretter vil det ekstra løsemiddelet, enten fast eller gassformet, omgruppere raskt for å danne et fast stoff eller bobler; det vil si et flytende fast stoff eller gassformig væske.

Løsemiddelet kan også være en væske som er blandbar med løsningsmidlet opp til en viss konsentrasjon; ellers ville de være blandbare i alle konsentrasjoner og ville ikke danne en mettet løsning. Det forstås blandbart at blandingen av de to væskene danner en enkelt uniform fase.

Hvis det flytende løsemiddel derimot er ublandbart med oppløsningsmidlet, som det er tilfelle med olje- og vannblandingen, blir oppløsningen mettet ved den laveste mengde tilsatt. Som et resultat dannes to faser: en vandig og den andre oljeaktig.

Løsninger med utfelte salter

Noen salter oppretter en balanse av oppløselighet, fordi samspillet mellom deres ioner er meget sterk og omgrupperes i krystaller at vannet ikke kan dissociere.

Denne typen heterogene system består også av en flytende fase og en fast en; men i motsetning til mettede løsninger er løsningsmidlet et salt som ikke krever store mengder å utfelle.

For eksempel, når man blander to vandige løsninger av umettede salter, en av NaCl og den andre av AgNO₃, det uoppløselige saltet AgCl utfeller. Sølvkloridet oppretter en balanse av oppløselighet i oppløsningsmidlet, idet det observeres et hvitt faststoff i den vandige beholderen.

Kjennetegnene til disse løsningene er således avhengig av typen dannet utfelling. Generelt er kromsalter veldig fargerike, så vel som mangan, jern eller noe metallkompleks. Dette utfellingen kan være et krystallinsk, amorft eller gelatinøst fast stoff.

Faseoverganger

En isboks kan danne et homogent system, men når det smelter, danner en ekstra fase av flytende vann. Derfor er faseovergangene av et stoff også heterogene systemer.

I tillegg kan enkelte molekyler flykte fra isoverflaten til dampfasen. Dette skyldes at ikke bare flytende vann gir damptrykk, men også is, men i mindre grad.

De heterogene systemene for faseoverganger gjelder for noe stoff (rent eller uren). Dermed hører alle faste stoffene som smelter, eller væsken som fordamper, til denne typen system.

Faststoffer og gasser

En svært vanlig klasse av heterogene systemer i kjemi er faste stoffer eller gasser med flere komponenter. For eksempel faller pizza i bildet inn i denne klassifiseringen. Og hvis i stedet for ost, paprika, ansjos, skinke, løk osv., Det ville inneholde svovel, kull, fosfor og kobber, ville det ha et annet heterogent fast stoff.

Svovel skiller seg ut på grunn av sin gule farge; kullet for å være et svart fast stoff; fosforet er rødt; og det skinnende og metalliske kobberet. Alt er solid, derfor består systemet av en fase, men med flere komponenter. I hverdagen er eksempler på denne typen system uberegnelige.

Gasser kan også danne heterogene blandinger, spesielt hvis de har forskjellige farger eller tettheter. De kan dra veldig små partikler, som skjer med vannpartikler inne i skyene. Når de vokser i størrelse, absorberer de synlig lys og derfor blir skyene grå.

Et eksempel på et heterogent fastgassystem er røyk, som består av meget små partikler av karbon. Av denne grunn er røyk av ufullstendig forbrenning sorte.

Fraksjoneringsmetoder

Fasene eller komponentene i et heterogent system kan separeres ved å utnytte forskjellene i deres fysiske eller kjemiske egenskaper. På denne måten blir det opprinnelige systemet fraksjonert til bare homogene faser forblir. Noen av de vanligste metodene er de som følger.

filtrering

Filtrering brukes til å skille et fast stoff eller utfelling fra en væske. Dermed klarer de to faser å skille, men med et visst nivå av urenhet. Av denne grunn blir faststoffet generelt underkastet vask og deretter tørket i en ovn. Denne prosedyren kan gjøres ved å bruke vakuum, eller bare ved tyngdekraften.

dekantering

Denne metoden er også nyttig for å separere et faststoff fra en væske. Den adskiller seg litt fra den forrige, ved at det faste stoffet vanligvis har en fast konsistens og er helt avsatt i bunnen av beholderen. For å gjøre dette, heller du bare beholderens munn i en passende vinkel slik at væsken strømmer ut av den.

På samme måte tillater dekantering separasjonen av to væsker, det vil si et væskesystem. I dette tilfellet bruker vi en skilletratt.

Tofaseblandingen (to ikke-blandbare væske) overføres til trakten, og væsken med lavere densitet vil bli plassert på toppen; mens den høyere tettheten, i den nedre delen, kommer i kontakt med utgangsåpningen.

Det øvre bildet representerer en separerende eller dekanteringstrakt. Dette glassmaterialet brukes også til å utføre væske-væske-ekstraksjoner; det vil si, ekstraher et oppløsningsmiddel fra den opprinnelige væsken ved å tilsette en annen væske der den er enda mer løselig.

sikting

Screening brukes til å skille faste komponenter i forskjellige størrelser. Det er vanlig på kjøkkenet en skjerm eller sil for å rense korn, hvetemel rense eller fjerne faste rest tykk juice. I kjemi kan den brukes til å skille små krystaller fra andre av større størrelse.

magnetisering

Denne metoden brukes til solidfaste systemer hvor en eller flere av komponentene tiltrekkes av en magnet. Dermed blir den initiale heterogene fase renset når magneten fjerner de ferromagnetiske elementene. For eksempel brukes magnetisering for å skille tinnplate fra søppel.

sentrifuge

Sentrifugeringen separerer et suspendert faststoff fra en væske. Det kan ikke filtreres fordi partiklene svømmer jevnt inn i hele væskens volum. Separering av de to faser, blir en mengde av den heterogene blanding til en sentrifugalkraft utsettes for, noe som sedimenterte faststoff på bunnen av sentrifugerøret.

sublime

Sublimeringsseparasjonsmetoden brukes kun for flyktige faste stoffer; det vil si for de med høyt damptrykk ved lave temperaturer.

Ved oppvarming av den heterogene blanding, unngår det flyktige fast stoffet til gassfasen. Et eksempel på dets anvendelse er rensingen av en prøve forurenset med jod eller ammoniumklorid.

eksempler

Så langt har flere eksempler på heterogene kjemiske systemer blitt nevnt. For å utfylle dem, er ytterligere og andre utenfor den kjemiske konteksten oppført nedenfor:

-Granitten, steinene til en elv, fjellene, eller en stein med årer av mange farger.

-Mineraler teller også som heterogene systemer, siden de dannes av flere typer faste strukturer sammensatt av ioner. Dens egenskaper er produktet av samspillet mellom ionene av en krystallinsk struktur og urenheter.

-Brusen. I dem er det en væske-gass-likevekten, som ved reduksjon av det ytre trykk avtar oppløseligheten av oppløst gass; Av denne grunn observeres mange bobler (gassformig løsemiddel) som stiger til overflaten av væsken når de blir avdekket.

-Eventuelt reaksjonsmedium som involverer reagenser i forskjellige faser, og som også trenger en magnetomrører for å sikre en høyere reaksjonshastighet.

-De heterogene katalysatorene. Disse faste tilveiebringer steder på sin overflate eller i porene der kontakt mellom reagensene er akselerert, og ikke eller gjennomgår irreversibel forandring reaksjon.

-En frisada vegg, en vegg av mosaikker, eller den arkitektoniske utformingen av en bygning.

-Flerlags gelé av mange smaker.

-En Rubiks kube.

referanser

1. Likevekt i heterogene systemer. Hentet fra: science.uwaterloo.ca
2. Fernández G. (7. november 2010). Homogene og heterogene systemer. Gjenopprettet fra: quimicafisica.com
3. Jill. (7. juni 2006). Homogene og heterogene systemer. Hentet fra: chemistryforstudents.blogspot.com
4. Skjønnhet. (2018). Eksempler på heterogen blanding. Hentet fra: examples.yourdictionary.com
5. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi I Elementene i gruppe 15. (fjerde utgave). Mc Graw Hill.
6. Wikipedia. (2018). Homogenitet og heterogenitet. Hentet fra: en.wikipedia.org
7. F. Holleman, Egon Wiberg, Nils Wiberg. (2001). Uorganisk kjemi Hentet fra: books.google.com