ХЕТЕРОГЕНИ СИСТЕМ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, КЛАСИФИКАЦИЈА И МЕТОДЕ - ХЕМИЈА - 2025

Хетероген систем је онај део универзума заузимају атома, молекула или јона, на такав начин да формирају два или више разлучити фазе. Под "делом свемира" подразумева се кап, кугла, реактор, стене; и по фазама, до стања или начина накупљања, било чврсто, течно или гасовито.

Хетерогеност система варира од његове дефиниције од једног до другог поља знања. Међутим, овај концепт има много сличности у кувању и хемији.

Извор: Пекелс

На пример, пица чија је површина препуна састојака, попут оне на горњој слици, је хетерогени систем. Слично томе, салата, микс орашастих плодова и житарица или газирано пиће такође се сматрају хетерогеним системима.

Имајте на уму да су његови елементи видљиви на први поглед и могу се ручно одвојити. Шта је са мајонезом? Или млеко? На први поглед су хомогени, али микроскопски су хетерогени системи; тачније, то су емулзије.

У хемији, састојци се састоје од реагенса, честица или супстанце која се проучава. Фазе нису ништа друго до физички агрегати наведених честица, који пружају све квалитете који карактеришу фазе. Стога се течна фаза алкохола „понаша“ другачије од оне воде, а још више, од течне живе.

У одређеним системима, фазе су препознатљиве као засићени раствор шећера, са кристалима у позадини. Свака од њих може се класификовати као хомогена: изнад фазе коју ствара вода, и испод, чврста фаза сачињена од кристала шећера.

У случају система воде-шећера, не говоримо о реакцији, већ о засићености. У осталим системима трансформација материје је присутна. Једноставан пример је мешавина алкалног метала, као што су натријум и вода; То је експлозивно, али на почетку је комад металног натријума окружен водом.

Као и код мајонезе, у хемији постоје хетерогени системи који макроскопски прелазе у хомогене, али под светлошћу моћног микроскопа сјају њихове истинске хетерогене фазе.

Карактеристике хетерогеног система

Које су карактеристике хетерогеног хемијског система? Опћенито се могу навести на сљедећи начин:

-Састављене су од две или више фаза; другим речима, није уједначено.

-Она се може састојати од било ког од следећих парова фаза: чврста-чврста супстанца, чврста-течна, чврста гас, течна-течна, течна-гас; Даље, сва три могу бити присутна у истом систему чврсти-течни-гас.

- Његове компоненте и фазе се у првом реду разликују голим оком. Стога је довољно посматрати систем да би се извукао закључак из његових карактеристика; као што су боја, вискозност, величина и облик кристала, мирис итд.

-Обично укључује термодинамичку равнотежу или висок или низак афинитет између честица унутар фазе или између две различите фазе.

- Физикално-хемијска својства варирају у зависности од региона или правца система. Према томе, вредности за, на пример, талиште, могу бити у опсегу од једног подручја хетерогене чврсте твари до друге. Такође (најчешћи случај) боје или нијансе се мењају у чврстом саставу (течност или гас) у поређењу.

-Оне су мешавине супстанци; то јест, не односи се на чисте супстанце.

Степен посматрања

Сваки хомогени систем може се сматрати хетерогеним ако су ваге или степени посматрања модификовани. На примјер, карафа напуњена чистом водом је хомогени систем, али како се посматрају њени молекули, постоје их милиони са сопственом брзином.

Са молекуларне тачке гледишта, систем наставља да буде хомогена, јер само Х ₂ О молекула . Али, додатним снижавањем размере посматрања до атомских нивоа, вода постаје хетерогена, јер не састоји од једног типа атома, али водоника и кисеоника.

Стога карактеристике хетерогених хемијских система зависе од степена посматрања. Ако размислите о микроскопској скали можете наићи на вишеструке системе.

Чврсти А, наизглед хомоген и сребрне боје, може се састојати од више слојева различитих метала (АБЦДАБ …) и самим тим бити хетероген. Према томе, А је макроскопски хомоген, али хетероген на микро (или нано) нивоу.

Исто тако, исти су атоми хетерогени системи, јер су направљени од вакуума, електрона, протона, неутрона и других субатомских честица (попут кваркова).

Класификација

Имајући у виду макроскопски степен посматрања, који дефинише видљиве карактеристике или мерљиво својство, хетерогени хемијски системи могу се класификовати на следеће начине:

Засићени раствори (течна-течна, течна-чврста, течна-гас)

Засићени раствори су врста хемијског хетерогеног система у којем растворени раствор не може наставити да се раствара и формира фазу која је одвојена од растварача. Пример кристала воде и шећера спада у ову класификацију.

Молекули растварача достижу тачку у којој не могу да се сместију или растварају растварачи. Тада ће се додатни растворени, чврсти или гасовити, брзо прегруписати и формирати чврсту супстанцу или мехуриће; то јест систем течног-чврстог или течног-гаса.

Растварач такође може бити течност која се може мешати са растварачем до одређене концентрације; у супротном, они би се могли мешати у свим концентрацијама и не би формирали засићен раствор. Под мешањем се подразумева да смеша две течности формира једну јединствену фазу.

Ако је, са друге стране, течни раствор несмешан са растварачем, као што је случај са смешом уља и воде, најмање додате количине, раствор постаје засићен. Као резултат, настају две фазе: једна водена, а друга масна.

Раствори са исталоженим солима

Неке соли успостављају равнотежу растворљивости због чињенице да су интеракције између њихових јона врло јаке и да се прегруписују у кристале који вода не може да дисоцира.

Ова врста хетерогеног система такође се састоји од течне и чврсте фазе; Али, за разлику од засићених раствора, раствор је со која не захтева велике количине талога.

На пример, мешањем две водене растворе незасићених соли, један НаЦл и други од Агно ₃ , таложи се нерастворљива со АгЦл. Сребрни хлорид успоставља равнотежу растворљивости у растварачу, при чему се у воденој посуди примећује потпуно бела чврста супстанца.

Стога карактеристике ових раствора зависе од врсте формираног талога. Генерално, хромове соли су веома шарене, као и соли мангана, гвожђа или неког металног комплекса. Овај талог може бити кристална, аморфна или желатинозна чврста супстанца.

Фазни прелази

Блок леда може да чини хомогени систем, али када се истопи, ствара додатну фазу течне воде. Стога су фазни прелази неке супстанце такође хетерогени системи.

Поред тога, неки молекули могу да побегну са површине леда у фазу паре. То је због чињенице да не само течна вода има притисак паре, већ и лед, мада у мањој мери.

Хетерогени системи фазних прелаза односе се на било коју супстанцу (чисту или нечисту). Дакле, све чврсте материје које се топе, или течност која испарава припадају овој врсти система.

Чврсти састојци и гасови

Врло уобичајена класа хетерогених система у хемији су чврсте супстанце или гасови са различитим компонентама. На пример, пица на слици спада у ову класификацију. А ако би уместо сира, паприке, инћуна, шунке, лука итд. Имао сумпор, угљен, фосфор и бакар, настала би још једна хетерогена чврста супстанца.

Сумпор се истиче својом жутом бојом; угљен јер је црна чврста супстанца; фосфор је црвен; и сјајни, метални бакар. Сви су чврсти, дакле, систем се састоји од фазе, али са неколико компоненти. У свакодневном животу примери ове врсте система су несагледљиви.

Такође, гасови могу да формирају хетерогене смеше, посебно ако имају различите боје или густине. Могу да носе врло мале честице, као што се догађа са водом у облацима. Како расту, апсорбују видљиву светлост и облаци као резултат постају сивкаст.

Пример хетерогеног система чврстог гаса је дим који се састоји од врло малих честица угљеника. Из тог разлога дим од непотпуног сагоревања има црнкасту боју.

Методе фракционирања

Фазе или компоненте хетерогеног система могу се одвојити користећи предности разлика у њиховим физичким или хемијским својствима. На овај начин се оригинални систем фракционира док не остану само хомогене фазе. Неке од најчешћих метода су следеће.

Филтрација

Филтрација се користи за одвајање чврстих материја или талога из течности. Тако се две фазе успевају одвојити, мада са одређеним нивоом нечистоће. Из тог разлога, чврста супстанца се обично испере и потом осуши у рерни. Овај поступак се може извести било вакуумом, било просто гравитацијом.

Декантација

Ова метода је такође корисна за одвајање чврстих материја од течности. Нешто се разликује од претходног по томе што је чврста супстанца углавном чврсте конзистенције и у потпуности се таложи на дну посуде. Да бисте то учинили, једноставно нагните уста посуде под одговарајућим углом тако да течност излази из ње.

Слично томе, декантирање омогућава одвајање две течности, односно систем течност-течност. У овом случају користи се левак за одвајање.

Двофазна смеша (две непомирљиве течности) преноси се у левак, а течност са нижом густином биће смештена на врху; док је онај са највећом густином, у доњем делу, у контакту са излазним отвором.

Извор: Пикабаи

Горња слика представља левак који раздваја или раздваја. Ова стаклена роба користи се и за екстракцију течности и течности; то јест, издвојити растварач из почетне течности додавањем друге течности у којој је још растворљивији.

Просијање

Сито се користи за одвајање чврстих компоненти различитих величина. Веома је уобичајено да се у кухињи нађе сито или сито за чишћење зрна, пречишћавање пшеничног брашна или уклањање чврстих остатака из густих сокова. У хемији се може користити за одвајање малих кристала од већих.

Магнетизација

Ова метода се користи за чврсте и чврсте системе где једну или више компоненти привлачи магнет. Тако се пречишћава почетна хетерогена фаза док магнет уклања феромагнетске елементе. На пример, магнетизација се користи за одвајање лимарије од смећа.

Центрифугација

Центрифугирањем се одваја суспендована чврста супстанца од течности. Не може се филтрирати јер честице пливају равномерно заузимајући целокупну запремину течности. За одвајање две фазе, количина хетерогене смеше је подвргнута центрифугалној сили, која таложи чврсту супстанцу на дну цеви за центрифугу.

Сублимација

Метода одвајања сублимације примењује се само за испарљиве чврсте материје; то јест за оне са високим притиском паре при ниским температурама.

При загревању хетерогене смеше, испарљива чврста супстанца излази у гасну фазу. Пример његове примене је пречишћавање узорка контаминираног јодом или амонијум-хлоридом.

Примери

До сада је поменуто неколико примера хетерогених хемијских система. Да би их употпунили, доле су наведени додатни, а други изван хемијског контекста:

- Гранит, камење реке, планина или било која стена са венама разних боја.

-Минерали се такође сматрају хетерогеним системима, јер их чине различите врсте чврстих структура састављених од јона. Његове квалитете резултат су интеракције између јона кристалне структуре и нечистоћа.

- Безалкохолна пића. У њима постоји равнотежа течност-гас, која смањењем спољног притиска, смањује растворљивост раствореног гаса; због тога се опажа да се многи мехурићи (гасовити раствори) дижу на површину течности када нису откривени.

-Сваки реакциони медијум који укључује реагенсе у различитим фазама и за који је такође потребан магнетни мешач да се гарантује већа брзина реакције.

-Хетерогени катализатори. Ове чврсте супстанце обезбеђују места на њиховој површини или порама где се контакт реактаната убрзава, и они не интервенишу или не подлијежу неповратној трансформацији у реакцији.

- Фриз зид, мозаик зид или архитектонски дизајн зграде.

- Више слојевите желатине многих укуса.

- Рубикова коцка.

Референце

1. Равнотежа у хетерогеним системима. Опоравак од: сциенце.уватерлоо.ца
2. Фернандез Г. (7. новембра 2010). Хомогени и хетерогени системи. Опоравак од: куимицафисица.цом
3. Јилл. (7. јун 2006). Хомогени и хетерогени системи. Опоравак од: цхемистрифорстудентс.блогспот.цом
4. ЛовеТоКнов. (2018). Примери хетерогене смеше. Опоравак од: екампле.иоурдицтионари.цом
5. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. У елементима групе 15. (четврто издање). Мц Грав Хилл.
6. Википедиа. (2018). Хомогеност и хетерогеност. Опоравак од: ен.википедиа.орг
7. Ф. Холлеман, Егон Виберг, Нилс Виберг. (2001). Неорганска хемија. Опоравак од: боокс.гоогле.цом