מערכת אופיינית הומוגנית, סיווג, שיטות חלוקה

א מערכת הומוגנית זה החלק הזה של היקום המורכב משלב אחד של החומר. זה יכול להיות שלב אחיד לחלוטין, או מורכב מתערובת מסודרת סימטרי של אלמנטים, אשר במקרה של מערכות כימיות הומוגניות, הם חלקיקים (מולקולות, אטומים, יונים, וכו '),.

הטבע נוטה, באמצעות מנגנונים לא ידועים או מוכרים, להומוגניזציה של רכוש או של המערכת כולה. על כדור הארץ קיימת תזמורת שיווי משקל בין מערכות הומוגניות והטרוגניות, הנחשבות ככאלה באמצעות חקר ויזואלי.

כלומר, במקרה הראשון העיניים מתאימות אם מערכת (כל חפץ או מקום) היא הומוגנית או לא. אם זה שטחי, הצעד הבא הוא לשאול איך ההרכב שלו הוא ואיך יסודותיו מסודרים. עם זאת, זה יכול להיות affirmed או לא (בוודאות מסוימת) אם המערכת מציגה הומוגניות בנכסיה.

לדוגמה, בתמונה למעלה יש לך את התמונה של כוס קפה, צלחת ועטיפה סוכר עם פנים מאושרים. אם אתם מחשיבים את שלושת היסודות הללו למחקר, אזי המערכת תהיה הטרוגנית, אבל אם אתם לומדים רק את הקפה השחור בתוך הספל, הייתם מדברים במקרה זה על מערכת הומוגנית.

למה? כי, ממבט ראשון, קפה שחור נראה משטח אחיד ואתה יכול לחשוב שזה גם בפנים. אם הוסיפו את הסוכר ללא ערבוב, הוא היה מסתפק בתחתית הכוס והמערכת ההומוגנית הראשונית היתה הופכת להטרוגנית.

עם זאת, אם הקפה היה נע עד שהסוכר היה מומס לחלוטין, ההומוגניות שלו יחזור, אם כי עם המאפיין החדש organoleptic זה עכשיו מתוק יותר מאשר קודם. כדי להיות הומוגנית, כל טיפה של קפה המופק מכל פינה של הספל חייב לדעת בדיוק את אותו הדבר.

מצד שני, אתה יכול להשוות את כוס קפה שחור עם אחד של משטח מבעבע. השני יהיה פחות הומוגני מאשר הראשון, שכן אין לה חלוקה אחידה של הבועות שלה. אבל, אם שני קפה יש טעם זהה, והם חסרים גבישי הסוכר (משתנים חשובים יותר), אז שניהם הומוגניים באותה מידה.

את הקפה עם קצפת, או עם ציורים אמנותיים על פני השטח שלהם, ניתן לקחת על ידי מערכות הטרוגניות (אם כי תערובת הומוגנית לגבי קפה).

אינדקס

• 1 מאפייני מערכת הומוגנית
  • 1.1 לוח השחמט והסובייקטיביות
• קפה קפה
  • 2.1 פתרונות
  • 2.2 חומרים טהורים
  • 2.3 תגובות הומוגניות
• 3 שיטות חלוקה
  • 3.1 אידוי
  • 3.2 זיקוק
  • 3.3 נזילות
• 4 דוגמאות
  • 4.1 של חיי היומיום
  • 4.2 כימיקלים
• 5 הפניות

מאפייני מערכת הומוגנית

אילו מאפיינים יש למערכת הומוגנית?? 

-חייב להחזיק שלב חומר יחיד (נוזלי, מוצק או גז).

-כאשר מדובר בתערובת, מרכיביו חייבים להיות מסוגלים ליצור שלב אחיד אחד. זה המקרה של קפה וסוכר. אם יש גבישי סוכר בתחתית כוס או כוס ללא המסה, הם מהווים שלב שני.

-המאפיינים האינטנסיביים שלהם (צפיפות, צמיגות, נפח טוחנת, נקודת רתיחה וכו ') חייבים להיות זהים בכל הנקודות בתוך המערכת. זה חל גם על המאפיינים organoleptic (טעם, צבע, ריח, וכו '). לכן, מרנג של טעם יחיד הוא מערכת הומוגנית כל עוד אין לה אלמנט נוסף (כמו פירות קצוצים).

-מרכיבי התערובות שלהם מוזמנים בחלל באופן הומוגני וסימטרי.

לוח השחמט והסובייקטיביות

המאפיין האחרון יכול לגרום לבלבול ולנקודות מבט.

לוח השחמט (ללא החלקים), לדוגמה, מייצג נקודה שבה מתעוררות דעות שונות. האם זה הומוגני או הטרוגני? ואם הריבועים בשחור ולבן משתנים בשורות (אחד לבן, אחד שחור, וכן הלאה), מה תהיה התגובה בתרחיש זה??

מכיוון שהריבועים שונים זה מזה בצבע, זהו המשתנה העיקרי. יש הבדל ניכר בין לבן לשחור, אשר חילופי בכל הלוח.

כל צבע מייצג מרכיב, והתערובת היא הומוגנית אם הנטייה הפיזית שלה מכוונת בצורה כזו כדי למזער את ההבדלים בין המאפיינים שלה. לכן, צבעים צריך להיות מסודרים בצורה אחידה ביותר סימטרי אפשרי.

מן ההיגיון הזה, לוח השחמט הוא הומוגני, כי למרות היותו הטרוגני ביחס לצבעים שלו, ההבדל שלה משתנה באופן אחיד. בעוד עם הצבעים המוצגים בשורות, "שלבים שחור ולבן" ניכרים, אשר יהיה שווה את העובדה שיש שני שלבים והזנת ההגדרה של מערכת הטרוגנית.

קפה

למערכות הומוגניות יכולות להיות סיווגים רבים, התלויים באיזה ענף ידע הם שייכים. בכימיה, זה לא מספיק כדי לפקוח שטחית מערכת, אבל כדי לגלות אילו חלקיקים להמציא את מה שהם עושים בו.

פתרונות

פתרונות לא רוויים הם תערובות או מערכות הומוגניות המצויות לא רק בכימיה אלא גם בחיי היומיום. הים והאוקיינוסים הם המוני ענקיים של מים בלתי רוויים. מולקולות ממיסים, בדרך כלל בשלב נוזלי, להקיף את המולקולות המומס ולמנוע מהם להוסיף כדי ליצור מוצק או בועה.

כמעט כל הפתרונות נופלים לסיווג זה. אלכוהוליסטים, חומצות, בסיסים, תערובת של ממיסים אורגניים, פתרונות אינדיקטורים או ריאגנטים של מתכות מעבר; הכל הכלול בלונים נפח או זכוכית או מיכלי פלסטיק, מסווגים כמו מערכות הומוגניות.

בהתחשב בהרכב הנמוך של השלב השני באחד הפתרונות הללו, המערכת כבר לא הומוגנית.

חומרים טהורים

מעל, הביטוי "אלכוהולים טמא" נכתב, כלומר, הם בדרך כלל מעורבים עם מים. עם זאת, אלכוהול טהור, כמו גם כל תרכובת נוזלית אחרת, הם מערכות הומוגניות. זה חל לא רק נוזלים, אלא גם מוצקים וגזים.

למה? כי כאשר יש לך רק סוג אחד של חלקיקים במערכת, אתה מדבר על הומוגניות גבוהה. כולם שווים, והווריאציה היחידה היא בדרך שבה הם רוטטים או נעים; אבל, ביחס למאפיינים הפיזיים או הכימיים שלה, אין הבדל בחלק כלשהו של המערכת.

משמעות הדבר היא כי קוביית ברזל טהור הוא מערכת הומוגנית כי יש רק אטומי ברזל. אם יש להסיר קטע מכל קודקודיו, ותכונותיו נקבעו, אותן תוצאות יתקבלו; כלומר, ההומוגניות של המאפיינים שלו היא נפגשה.

אם זה לא טהור, המאפיינים שלו היה להתנודד בטווח של ערכים. זוהי ההשפעה של זיהומים על ברזל, ועל כל חומר אחר או מתחם.

אם מצד שני קוביה ברזל יש חלקים חמצון (אדום) וחלקי מתכתי (אפרפר), אז זה מערכת הטרוגנית.

תגובות הומוגניות

התגובות ההומוגניות הן אולי המערכות הכימיות ההומוגניות החשובות ביותר. בהם כל ריאגנטים נמצאים בשלב אחד, במיוחד את הנוזל או את הגז. הם מאופיינים בהתנגשויות מגע ומולקולות גדולות יותר בין המגיבים.

מכיוון שיש רק שלב אחד, החלקיקים נעים בחופש ובמהירות גדולים יותר. מצד אחד זה יתרון גדול; אבל מצד שני, מוצרים לא רצויים יכולים להיווצר או כמה ריאגנטים לנוע כל כך מהר, כי הם לא מתנגשים ביעילות.

התגובה של גזים חמים עם חמצן לגרום אש היא דוגמה סמלי של סוג זה של תגובות.

כל מערכת אחרת הכוללת ריאגנטים בעלי שלבים שונים, כפי שמתרחשת בחמצון מתכות, נחשבת לתגובה הטרוגנית.

שיטות חלוקה

בעיקרון, לאור אחידותה, לא ניתן להפריד בין מרכיבי המערכות ההומוגניות בשיטות מכניות; הרבה פחות אם זה חומר טהור או תרכובת, אשר החלוקה שלה אטומים היסודי שלה מתקבלים.

לדוגמה, קל יותר (או מהיר יותר) להפריד את הרכיבים של פיצה (מערכת הטרוגנית), מאשר אלה של קפה (מערכת הומוגנית). ב הראשון, זה מספיק כדי להשתמש בידיים כדי להסיר את החומרים; בעוד עם השני, זה ייקח יותר מאשר הידיים להפריד את הקפה מן המים.

השיטות משתנות בהתאם למורכבות המערכת ולשלביה המהותיים.

אידוי

אידוי מורכב חימום פתרון עד הממס מתאדה לחלוטין, משאיר את המומס התיישבו. לכן, שיטה זו מוחלת על מערכות מוצקות נוזלי הומוגנית.

לדוגמה, כאשר ממיס פיגמנט במיכל מים, בתחילה המערכת היא הטרוגנית, שכן גבישי פיגמנט עדיין לא התפזרו לאורך נפח. לאחר זמן מה, כל המים הופכים אותו צבע, אשר מעיד על homogenization.

כדי לשחזר את הפיגמנט הוסיף, את כל נפח המים חייב להיות מחומם עד שהוא מתאדה. לפיכך, H מולקולות₂או שהם מגדילים את האנרגיה הקינטית הממוצעת שלהם הודות לאנרגיה שמספקת החום. זה מוביל להימלט לשלב הגז, עוזב בתחתית (ועל הקירות של המיכל) גבישים פיגמנט.

אותו הדבר קורה עם מי ים, שממנו מלחים שלה ניתן לחלץ כמו אבנים לבנות כאשר מחומם.

מצד שני, אידוי משמש גם כדי לחסל מומסים נדיפים כמו מולקולות גזי (O₂, CO₂, N₂, וכו '). כאשר הפתרון מחומם, הגזים מתחילים לאסוף בועות, אשר הלחץ שלהם, אם זה עולה על החיצוני, יעלו להימלט מן הנוזל.

Rotaevaporation

שיטה זו מאפשרת התאוששות של ממיסים אורגניים באמצעות יישום של ואקום. זה מאוד שימושי, במיוחד בעת חילוץ שמנים או שומנים מחומר אורגני.

בדרך זו, ממס ניתן לעשות שימוש חוזר עבור החילוץ בעתיד. ניסויים אלה שכיחים מאוד בחקר שמנים טבעיים המתקבלים מכל חומר אורגני (merey, זרעים, פרחים, פגזי פירות וכו ')..

זיקוק

הזיקוק מאפשר לחלקים נפרדים של מערכת הומוגנית נוזלית נוזלית. זה מבוסס על ההבדל של נקודות הרתיחה של כל רכיב (ΔT_eb); ככל שההבדל גדול יותר, כך יהיה קל יותר להפריד ביניהם.

זה דורש עמוד קירור המקדם את עיבוי של נוזלים נדיפים ביותר, אשר לאחר מכן לזרום לבלון אוסף. סוג הזיקוק משתנה בהתאם לערכים של ΔT_eb ואת החומרים המעורבים.

שיטה זו משמשת מאוד כאשר טיהור תערובות הומוגניות; למשל, החזרת מוצר גזי מתגובה הומוגנית. עם זאת, יש לה גם יישום לתערובות הטרוגניות, כפי שקורה בתהליכי הזיקוק של נפט גולמי להשגת דלקים פוסיליים ומוצרים אחרים.

נזילה

ומה עם מערכות גז הומוגניות? הם מורכבים יותר מסוג אחד של מולקולות או אטומים גזים, אשר נבדלים במבנים המולקולריים שלהם, ההמונים, רדיומי האטום.

לכן, יש להם תכונות פיזיות שלהם להתנהג בצורה שונה מול עלייה בלחץ וירידה בטמפרטורה.

כאשר T ו- P משתנים, חלק מהגזים נוטים ליצור אינטראקציה חזקה יותר מאחרים; עם מספיק כוח כדי לעבות בשלב נוזלי. אם, לעומת זאת, המערכת כולה מתעבה, ואז זיקוק של רכיבים מעובה הוא נקלע.

אם A ו- B הם גזים, על ידי עיבוי הם מתעבים בתערובת הומוגנית, אשר נתון אז זיקוק. בדרך זו, טהור A ו- B מתקבלים במיכלים שונים (כגון חמצן נוזלי נפרד חנקן).

דוגמאות

דוגמאות נוספות נוספות למערכות הומוגניות מפורטות להלן.

של חיי היומיום

-משחת שיניים לבנה.

-חומץ, כמו גם אלכוהול מסחרי דטרגנטים נוזליים.

-פלסמה בדם.

-האוויר עננים יכולים גם להיחשב מערכות הומוגניות, אם כי הם מכילים טיפות מים זעירים.

-משקאות אלכוהוליים ללא קרח.

-בשמים.

-ג'לטין, חלב ודבש. עם זאת, הם מיקרוסקופיים הם מערכות הטרוגניות, למרות מראה שלב אחד לעין בלתי מזוינת.

-כל אובייקט מוצק בעל מאפיינים אחידים ואחידים, כגון צבע, בהירות, ממדים וכו '. לדוגמה, נאגטס סימטרי ומתכתי, או גושי פנים של מינרלים או מלח. המראות גם נופל בתוך טווח זה של אובייקטים.

כימיקלים

-פלדה וסגסוגותיהן. אטומי המתכת שלה מסודרים בסדר גבישי שבו משתתפת אג"ח המתכת. אם חלוקת האטומים אחידה, ללא "שכבות" של אטומים של מתכת X או Y.

-כל הפתרונות מוכנים בתוך המעבדה או מחוצה לה.

-פחמימנים טהורים (בוטאן, פרופאן, ציקלוהקסאן, בנזין וכו ').

-כל סינתזות או הפקות שבו ריאגנטים או חומר הגלם נמצאים בשלב אחד.

קטליזה הומוגנית

כמה תגובות מואצות על ידי הוספת זרזים הומוגניים, שהם חומרים המשתתפים על פי מנגנון מאוד ספציפי בשלב זהה של המגיבים; כלומר, בתגובות המבוצעות בפתרונות מימיים, זרזים אלה חייבים להיות מסיסים.

באופן כללי, קטליזה הומוגנית היא מאוד סלקטיבית, אם כי לא מאוד פעיל ולא יציב.

הפניות

1. עורכי האנציקלופדיה בריטניקה. (2018). תגובה הומוגנית. אנציקלופדיה בריטניקה. מקור: britannica.com
2. הלמנשטיין, אן מארי, Ph.D. (24 בספטמבר 2018). ההבדל בין תערובות הטרוגניות והומוגניות. מקור: Thinkco.com
3. Chemicole (2017). הגדרת הומוגניות. מקור: chemicool.com
4. אהבה. (2018). דוגמאות של תערובת הומוגנית. מקור: example.yourdictionary.com
5. ידע במדעים. (s.f.). כימיה: מערכות הומוגניות והטרוגניות. שוחזר מ: saberdeciencias.com
6. פרופ 'לסק, נאסו ג' (s.f.). תערובות ופתרונות. [PDF] מקור:
7. ברזיל ר '(20 באפריל 2018). שילוב קטליזה הומוגנית והטרוגנית. מקור: chemistryworld.com