Karakteristisk homogent system, klassifisering, fraksjoneringsmetoder

en homogent system Det er den delen av universet som består av en enkelt fase av materie. Det kan være et fullstendig ensartet fase, eller bestå av en ryddig og symmetriske blandeelementer, som i tilfelle av kjemisk homogene systemer behandlede partikler (molekyler, atomer, ioner etc.).

Naturen har, gjennom usikre eller velkjente mekanismer, en tendens til å homogenisere noe eiendom eller hele systemet selv. På Jorden er det et likevekt orkester mellom homogene og heterogene systemer, betraktet som sådan ved hjelp av visuelle utforskninger.

Det er i første omgang at øynene kvalifiserer hvis et system (hvilket som helst objekt eller rom) er homogen eller ikke. Hvis det er overflatisk, er neste trinn å spørre hvordan sammensetningen er og hvordan elementene er ordnet. Med dette i tankene kan det bekreftes eller ikke (med viss sikkerhet) om systemet presenterer homogenitet i egenskapene.

For eksempel, i bildet ovenfor har du bildet av en kaffekopp, en tallerken og en sukkerpakning med et godt ansikt. Hvis disse tre elementene til en studie, vil systemet ville bli betraktet som heterogene, men hvis du tenker bare svart kaffe i koppen, vil tale i dette tilfelle et homogent system.

Hvorfor? Fordi ved første øyekast svart kaffe ser en jevn overflate, og du kanskje tror at den også er inne. Hvis sukkeret ble tilsatt uten omrøring, ville det slå seg ned til bunnen av koppen og det første homogene systemet ville bli heterogent.

Men hvis kaffen ble omrørt til sukkeret var helt oppløst, ville homogeniteten komme tilbake, men med den nye organoleptiske egenskapen er det nå søtere enn før. For å være homogen må hver dråpe kaffe som trekkes ut fra et hjørne av koppen, vite nøyaktig det samme.

På den annen side kan du sammenligne koppen svart kaffe med en boblende overflate. Den andre ville være mindre homogen enn den første, siden den ikke har en jevn fordeling av dens bobler. Men hvis de to kaffe har samme smak, og de mangler sukkerkrystaller (mer viktige variabler), så er begge like homogene.

Kaffen med pisket krem, eller med kunstneriske tegninger på overflaten, kan tas av heterogene systemer (selv om blandingen er homogen med hensyn til kaffe).

index

• 1 Kjennetegn ved et homogent system
  • 1.1 Sjakkbrettet og subjektiviteten
• 2 Klassifisering
  • 2.1 løsninger
  • 2.2 rene stoffer
  • 2.3 Homogene reaksjoner
• 3 Fraksjoneringsmetoder
  • 3.1 Fordampning
  • 3.2 Destillasjon
  • 3.3 Likvetting
• 4 eksempler
  • 4,1 av dagliglivet
  • 4.2 Kjemikalier
• 5 referanser

Egenskaper for et homogent system

Hvilke egenskaper bør et homogent system ha?? 

-Må ha en enkelt materialfase (flytende, fast eller gass).

-Når det gjelder en blanding, må komponentene være i stand til å danne en enkelt uniform fase. Dette gjelder kaffe og sukker. Hvis det er sukkerkrystaller i bunnen av koppen eller koppen uten å løsne, utgjør de en andre fase.

-Deres intensive egenskaper (tetthet, viskositet, molarvolum, kokepunkt, etc.) må være de samme på alle punkter i systemet. Dette gjelder også for organoleptiske egenskaper (smak, farge, lukt, etc.). Således er en meringue av en enkelt smak et homogent system så lenge det ikke har et annet element (som hakket frukt).

-Komponentene i deres blandinger er bestilt i rommet på en homogen og symmetrisk måte.

Sjakkbrettet og subjektiviteten

Den siste karakteristikken kan utløse forvirring og synspunkter.

Sjakkbrettet (uten stykkene) representerer for eksempel et punkt der ulike meninger oppstår om det. Er det homogent eller heterogent? Og hvis de svarte og hvite rutene veksler i rader (en hvit, en svart og så videre), hva ville være svaret i det scenariet??

Fordi firkantene er forskjellige fra hverandre etter farge, er dette hovedvariabelen. Det er en merkbar forskjell mellom hvitt og svart, som veksler over hele linja.

Hver farge representerer en komponent, og blandingen er homogen dersom den fysiske disposisjonen derav er orientert på en slik måte at forskjellene i dens egenskaper minimeres. Derfor bør farger ordnes på den mest jevne og symmetriske måten.

Fra denne begrunnelsen er sjakkbrettet homogent, fordi på tross av å være heterogent med hensyn til dets farger, veksler forskjellen ensartet. Mens med fargene som vises i rader, er "svarte og hvite faser" tydelige, noe som ville svare til å ha to faser og angi definisjonen av et heterogent system.

klassifisering

Homogene systemer kan ha mange klassifikasjoner, som avhenger av hvilken gren av kunnskap de tilhører. I kjemi er det ikke nok å observere et system på overfladisk vis, men for å finne hvilke partikler som gjør det og hva de gjør i det.

løsninger

Umettede løsninger er blandinger eller homogene systemer som ikke bare er tilstede i kjemi, men i dagliglivet. Havet og havene er gigantiske masser av salt umettet vann. Løsningsmiddelmolekyler, vanligvis i væskefasen, omgir de oppløste molekylene og hindrer at de blir tilsatt for å danne et fast stoff eller en boble.

Nesten alle løsninger faller inn i denne klassifiseringen. Uren alkoholer, syrer, baser, en blanding av organiske løsningsmidler, indikatorløsninger eller overgangsmetallreagenser; alt som finnes i volumetriske ballonger eller glass- eller plastbeholdere, klassifisert som homogene systemer.

Gitt den lavere dannelsen av en andre fase i en av disse løsningene, er systemet ikke lenger homogent.

Rene stoffer

Ovenfor ble uttrykket "uren alkoholer" skrevet, noe som betyr at de vanligvis blandes med vann. Imidlertid er rene alkoholer, så vel som andre flytende forbindelser, homogene systemer. Dette gjelder ikke bare for væsker, men også for faste stoffer og gasser.

Hvorfor? Fordi når du bare har en type partikkel i et system, snakker du om høy homogenitet. Alle er like, og den eneste variasjonen er i måten de vibrerer eller beveger seg på; men i forhold til dens fysiske eller kjemiske egenskaper er det ingen forskjell i noen del av systemet.

Dette betyr at en ren jernkube er et homogent system fordi det bare har jernatomer. Hvis et fragment av noen av dets hjørner skulle fjernes, og dets egenskaper ble bestemt, ville de samme resultatene oppnås; det vil si at homogeniteten av egenskapene er oppfylt.

Hvis det er urent, vil dets egenskaper oscillere innenfor en rekke verdier. Dette er virkningen av urenheter på jern, og på andre stoffer eller stoffer.

Hvis derimot jernkuben har oksiderte deler (rød) og metalliske deler (gråaktig), så er det et heterogent system.

Homogene reaksjoner

De homogene reaksjonene er kanskje de viktigste homogene kjemiske systemene. I dem er alle reagensene i samme fase, spesielt væsken eller gassen. De er preget av større kontakt og molekylære kollisjoner mellom reaktantene.

Da det bare er én fase, beveger partiklene seg med større frihet og fart. På den ene siden er dette en stor fordel; men på den annen side kan uønskede produkter dannes eller noen reagenser beveger seg så fort at de ikke kolliderer effektivt.

Reaksjonen av varme gasser med oksygen for å forårsake brann er et symbolsk eksempel på denne type reaksjoner.

Ethvert annet system som involverer reagenser med forskjellige faser, som forekommer ved oksidasjon av metaller, betraktes som en heterogen reaksjon.

Fraksjoneringsmetoder

I prinsippet, da det er ensartet, er det ikke mulig å separere komponenter av homogene systemer ved mekaniske metoder; mye mindre hvis det er en ren substans eller forbindelse, fra hvis fraksjonering dets elementære atomer oppnås.

For eksempel er det lettere (eller raskere) å skille komponentene i et pizza (heterogent system), enn for en kaffe (homogent system). I det første er det nok å bruke hendene til å fjerne ingrediensene; mens med den andre, vil det ta mer enn hendene for å skille kaffen fra vannet.

Metodene varierer i henhold til systemets kompleksitet og dets materielle faser.

fordampning

Fordampning består av oppvarming av en oppløsning til løsningsmidlet fordampes helt, og løsningen avgjøres. Derfor anvendes denne metoden på homogene væske-faste systemer.

For eksempel, når det oppløses et pigment i en vannbeholder, er systemet først heterogent siden pigmentkrystallene ennå ikke er diffundert gjennom volumet. Etter en stund blir alt vannet i samme farge, noe som tyder på en homogenisering.

For å gjenvinne det tilsatte pigmentet, må hele volumet av vann oppvarmes til det fordampes. Dermed er H molekyler₂Eller de øker sin gjennomsnittlige kinetiske energi takket være energien som kommer fra varmen. Dette fører til rømning til gassfasen, etterlater i bunnen (og på veggene av beholderen) pigmentkrystaller.

Det samme skjer med sjøvann, hvorav saltene kan ekstraheres som hvite steiner når de blir oppvarmet.

På den annen side brukes fordampning også for å eliminere flyktige oppløsninger som gassformige molekyler (O₂, CO₂, N₂, etc.). Når løsningen oppvarmes, begynner gassene å samles for å danne bobler, hvis trykk, hvis det overstiger det ytre, vil stige for å unnslippe væsken.

rotasjonsinndamping

Denne metoden muliggjør utvinning av organiske løsningsmidler ved anvendelse av vakuum. Det er veldig nyttig, spesielt når du ekstraherer oljer eller fett fra organisk materiale.

På denne måten kan løsningsmidlet gjenbrukes for fremtidige ekstraksjoner. Disse forsøkene er svært vanlige i studien av naturlige oljer hentet fra organisk materiale (blomst, frø, blomster, fruktskjell etc.).

destillasjon

Destillasjonen tillater separering av komponenter i et flytende-væske-homogent system. Den er basert på forskjellen mellom kokepunktene til hver komponent (ΔT_eb); Jo større forskjellen er, desto lettere blir det å skille dem fra.

Det krever en kjølingssøyle som fremmer kondensering av den mest flyktige væsken, som deretter strømmer inn i en samlingsballong. Typen av destillasjon varierer avhengig av ΔT-verdiene_eb og de involverte stoffene.

Denne metoden er meget brukt ved rensing av homogene blandinger; for eksempel å gjenvinne et gassformet produkt fra en homogen reaksjon. Det har imidlertid også søknad om heterogene blandinger, som skjer i raffinering av råolje for å skaffe fossile brensler og andre produkter.

kondense

Og hva med homogene gassformige systemer? De er sammensatt av mer enn én type molekyler eller gassformige atomer, som varierer i deres molekylære strukturer, masser og atomrader.

Derfor, de har sine egne fysiske egenskaper og oppfører seg annerledes til en økning i trykk og temperaturfall.

Når både T og P varierer, har noen gasser en tendens til å samhandle sterkere enn andre; med nok kraft til å kondensere i en væskefase. Dersom, på den annen side, det kondenserer hele systemet da tyr til destillasjon av komponentene i kondensat.

Hvis A og B er gasser, kondenseres de ved likformig blanding i en homogen blanding, som deretter underkastes destillasjon. På denne måten blir rene A og B oppnådd i forskjellige beholdere (for eksempel separat flytende oksygen og nitrogen).

eksempler

Andre ekstra eksempler på homogene systemer er oppført nedenfor.

Av dagliglivet

-Hvit tannkrem.

-Eddik, samt kommersielle alkohol og flytende vaskemidler.

-Blodplasma.

-Luften Skyer kan også betraktes som homogene systemer, selv om de virkelig inneholder mikrovanndråper.

-Alkoholholdige drikker uten is.

-parfymer.

-Gelatin, melk og honning. Imidlertid er de mikroskopiske heterogene systemer, til tross for å vise en enkelt fase til det blotte øye.

-Et hvilket som helst solidt objekt med ensartede synlige egenskaper, som farge, lysstyrke, dimensjoner, etc. For eksempel symmetriske og metalliske nuggets, eller fasetterte blokker av et mineral eller salt. Speilene faller også innenfor dette spekteret av objekter.

kjemikalier

-Stål og metall legeringer. Dets metallatomer er arrangert i et krystallinsk arrangement der metallbonden deltar. Hvis fordelingen av atomene er jevn, uten "lag" av atomer av et metall X eller Y.

-Alle løsninger utarbeidet innenfor eller utenfor laboratoriet.

-Rene hydrokarboner (butan, propan, cykloheksan, benzen, etc.).

-Alle synteser eller produktioner der reagensene eller råmaterialet er i en enkelt fase.

Homogen katalyse

Noen reaksjoner blir akselerert ved tilsetning av homogene katalysatorer, som er stoffer som deltar i henhold til en meget spesifikk mekanisme i samme fase av reaktantene; det vil si i reaksjoner utført i vandige løsninger, må disse katalysatorene være oppløselige.

Generelt er homogen katalyse meget selektiv, men ikke veldig aktiv eller stabil.

referanser

1. Editors of Encyclopaedia Britannica. (2018). Homogen reaksjon. Encyclopædia Britannica. Hentet fra: britannica.com
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24. september 2018). Forskjellen mellom heterogene og homogene blandinger. Hentet fra: thoughtco.com
3. Chemicool. (2017). Definisjon av homogen. Hentet fra: chemicool.com
4. Skjønnhet. (2018). Eksempler på homogen blanding. Hentet fra: examples.yourdictionary.com
5. Vitenskapskunnskap. (N.d.). Kjemi: homogene og heterogene systemer. Gjenopprettet fra: saberdeciencias.com
6. Prof. Lic. Naso C. (s.f.). Blandinger og løsninger. [PDF]. Hentet fra: cam.educaciondigital.net
7. Brasil R. (20. april 2018). Kombinere homogen og heterogen katalyse. Hentet fra: chemistryworld.com