ХОМОГЕНИ СИСТЕМ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, КЛАСИФИКАЦИЈА, МЕТОДЕ - ХЕМИЈА - 2025

Хомогене Систем је онај део свемира који се састоји из једне фазе материје. То може бити потпуно једнолика фаза, или се састоји од наредјене и симетричне мешавине елемената, које су у случају хомогених хемијских система честице (молекули, атоми, јони итд.).

Природа тежи, путем несигурних или добро познатих механизама, да хомогенизује неко својство или цео систем. На Земљи постоји оркестар равнотеже између хомогених и хетерогених система, који се таквим сматрају визуелним истраживањима.

Извор: Макпикел

То јест, прво се очи квалификују да ли је систем (било који предмет или простор) хомоген или не. Ако је површно, следећи корак је да се запитате какав је његов састав и на који начин су његови елементи распоређени. Имајући то на уму, може се потврдити или не (са извесном сигурношћу) ако систем представља хомогеност у својим својствима.

На пример, на слици изнад имате слику шољице за кафу, тањира и омотача за шећер са срећним лицем. Ако би се ова три елемента сматрала студијом, систем би био хетероген, али ако би се проучавала само црна кафа унутар шоље, у овом случају говорили бисмо о хомогеном систему.

Зашто? Јер, на први поглед црна кафа изгледа глатко и могли бисте помислити да је то унутрашњост. Ако би се без мешања додавао шећер, слегао би се на дно шоље и почетни хомогени систем постао би хетероген.

Међутим, уколико се кафа меша док се шећер потпуно не растопи, враћала би се њена хомогеност, иако с новим органолептичким својством да је сада слађа него раније. Да би била хомогена, свака кафа извађена из било којег угла шалице мора имати укус потпуно исто.

С друге стране, шоља црне кафе може се упоредити са оном која има површину са мехурићима. Други би био мање хомоген од првог, јер не представља једнолику расподелу својих мехурића. Али, ако две кафе имају исти окус и недостају им кристали шећера (најважније варијабле), обе су подједнако хомогене.

Кафе са шлагом или са уметничким цртежима на њиховој површини могу се узимати хетерогеним системима (чак и ако је мешавина хомогена у односу на кафу).

Карактеристике хомогеног система

Које карактеристике треба да има хомогени систем?

- Мора имати једну материјалну фазу (течна, чврста или гасна).

-Када је смеша, њене компоненте морају бити у стању да формирају једну јединствену фазу. То је случај са кафом и шећером. Ако на дну чаше или шоље постоје нерастворени кристали шећера, они представљају другу фазу.

- Његова интензивна својства (густина, вискозност, моларна запремина, тачка кључања итд.) Морају бити иста у свим тачкама система. Ово се такође односи на органолептичка својства (укус, боја, мирис итд.). Према томе, појединачна мерингуе са аромама је хомогени систем све док нема другог елемента (попут сјецканог воћа).

- Компоненте ваших мешавина су распоређене у простору на хомоген и симетричан начин.

Шаховска плоча и субјективност

Последња карактеристика може изазвати конфузију и сукобљене погледе.

На пример, шаховска табла (без делова) представља тачку где се о њој рађају различита мишљења. Да ли је хомогена или хетерогена? А ако се црно-бели квадрати измештају у редове (један бели, један црни итд.), Какав би био одговор у том сценарију?

Пошто су кутије међусобно различите по боји, то је главна променљива. Уочљива је разлика између беле и црне, која се наизменично мења на читавој плочи.

Свака боја представља компоненту, а мешавина је хомогена ако је њихов физички распоред оријентисан на такав начин да минимизира разлике у њиховим својствима. Стога би боје требале бити распоређене што је могуће равномерније и симетричније.

Из овог резоновања, шаховница је хомогена, јер, иако су хетерогене у односу на своје боје, њихова се разлика једнолично мења. Док су са бојама приказане у редовима, евидентне су „црне и беле фазе“, што би било еквивалентно постојању две фазе и уласку у дефиницију хетерогеног система.

Класификација

Хомогени системи могу имати много класификација, које зависе од оне гране знања којој припадају. У хемији није довољно површно посматрати систем, већ пронаћи које честице га чине и шта у њему чине.

Решења

Незасићени раствори су хомогене смеше или системи присутни не само у хемији већ и у свакодневном животу. Море и океани су гигантске масе незасићене слане воде. Молекули растварача, обично у течној фази, окружују молекуле раствора и спречавају их да се сакупљају, да би формирали чврсту супстанцу или мехурић.

Скоро сва решења спадају у ову класификацију. Нечисти алкохоли, киселине, базе, мешавина органских растварача, индикаторских раствора или реагенса од прелазних метала; сви садржани у волуметријским балонима или стакленим или пластичним посудама класификовани су као хомогени системи.

Суочен са мање формирања друге фазе у било којем од ових решења, систем више није хомоген.

Чисте супстанце

Горе је написана фраза „нечисти алкохоли“ и односила се на чињеницу да се обично помешају са водом. Међутим, чисти алкохоли, као и било које друго течно једињење, хомогени су системи. То се не односи само на течности, већ и на чврсте материје и гасове.

Зашто? Јер када имате само једну врсту честица у систему, говорите о високој хомогености. Сви су исти, а једина варијација је у начину на који вибрирају или се крећу; али, у односу на његова физичка или хемијска својства, нема разлике ни у једном делу система.

То значи да је коцка чистог гвожђа хомогени систем јер има само атоме гвожђа. Ако би фрагмент био изрезан из било које од његових врхова и одређена његова својства, добили би се исти резултати; то јест, хомогеност његових својстава је испуњена.

Да је нечиста, његова својства би флуктуирала у распону вриједности. Ово је ефекат нечистоће на гвожђу и на било коју другу супстанцу или једињење.

Ако са друге стране гвожђа коцка има захрђале делове (црвене) и металне делове (сивкасто), онда је то хетерогени систем.

Хомогене реакције

Хомогене реакције су можда најважнији хомогени хемијски системи. У њима су сви реактанти у истој фази, посебно течна или гасовита фаза. Карактеришу их већи контакт и молекуларни судари између реактаната.

Будући да постоји само једна фаза, честице се крећу са већом слободом и брзином. С једне стране, ово је велика корист; Али с друге стране, могу се формирати нежељени производи или се неки реагенси крећу тако брзо да се не сударају ефикасно.

Реакција врућих гасова са кисеоником да би се створила ватра је амблематичан пример ове врсте реакције.

Било који други систем у коме учествују реактанти са различитим фазама, попут оксидације метала, сматра се хетерогеном реакцијом.

Методе фракционирања

У принципу, с обзиром на њихову униформност, није могуће одвојити компоненте хомогених система механичким методама; много мање ако је то чиста супстанца или једињење, из чијих фракција се добијају њени елементарни атоми.

На пример, лакше је (или брже) одвојити компоненте пице (хетерогени систем), него оне од кафе (хомогени систем). У првом је довољно да рукама уклоните састојке; док ће са другим, кафа од воде требати више од руке.

Методе се разликују у зависности од сложености система и његових материјалних фаза.

Испаравање

Испаравање се састоји од загревања раствора док растварач потпуно не испари, а растварач се слегне. Стога се ова метода примењује на хомогене системе течна-чврста супстанца.

На пример, код растварања пигмента у посуди са водом, систем је у почетку хетероген, јер кристали пигмента још увек нису дифузновали у обиму. Након неког времена, сва вода поприми исту боју, што указује на хомогенизацију.

Да би се добио додани пигмент, целокупна запремина воде мора се загревати док не испари. Стога, Х _{2 О} молекула повећају просечне кинетичку енергију захваљујући енергији испоручене топлотом. То доводи до њиховог бјежања у гасовиту фазу, остављајући пигментне кристале на дну (и на зидовима посуде).

Исто се догађа и са морском водом, из које се њене соли могу извући као бело камење при загревању.

Са друге стране, испаравање се користи за уклањање испарљиви растворе попут гасовитих молекула (О ₂ , ЦО ₂ , Н ₂ , итд). Када се раствор загрева, гасови почињу да се сакупљају и стварају мехуриће, чији притисак, ако прелази спољни притисак, порасте да би изашао из течности.

Ротаевапоратион

Ова метода омогућава обнављање органских растварача применом вакуума. Веома је корисно, посебно када се из органских материја ваде уља или масти.

На овај начин, растварач се може поново користити за будуће екстракције. Ови експерименти су веома чести у истраживању природних уља добијених од било које органске материје (пукије, семенке, цвеће, шкољке воћа итд.).

Дестилација

Дестилација омогућава одвајање компоненти хомогеног система течност-течност. Заснива се на разлици врелишта сваке компоненте (ΔТ _еб ); што је већа разлика, лакше ће их бити раздвојити.

Потребан је расхладни ступац који поспешује кондензацију највише испарљиве течности, која ће се затим прелити у балон за сакупљање. Врста дестилације варира овисно о вриједностима ΔТ _еб и укљученим тварима.

Ова метода се широко користи при пречишћавању хомогених смеша; као што је, на пример, извлачење гасовитог производа из хомогене реакције. Међутим, она такође има примену за хетерогене смеше, као што се дешава у процесима рафинирања сирове нафте за добијање фосилних горива и других производа.

Укапљивање

А шта је са хомогеним гасовитим системима? Они су састављени од више врста гасовитих молекула или атома, који се разликују по својим молекуларним структурама, масама и атомским радијусима.

Због тога, они имају своја физичка својства и понашају се другачије услед повећања притиска и пада температуре.

Када се и Т и П разликују, неки гасови имају тенденцију интеракције снажније од других; довољно снаге да се кондензује у течну фазу. Ако се, с друге стране, цео систем кондензује, тада се користи дестилација компоненти кондензата.

Ако су А и Б гасови, течним укапањем они се кондензују у хомогену смешу, која се затим подвргава дестилацији. На овај начин се чисте А и Б добијају у различитим посудама (као што су одвојени течни кисеоник и азот).

Примери

Доле су наведени примери хомогених система.

Свакодневног живота

-Бјела паста за зубе.

-Цат сир, као и комерцијални алкохол и течни детерџенти.

-Крвава плазма.

-Ваздух. Облаци се такође могу сматрати хомогеним системима, иако заправо садрже микро капљице воде.

-Алкохолна пића без леда.

- Парфеми.

-Гелатини, млеко и мед. Међутим, микроскопски су то хетерогени системи, упркос томе што су показивали једну фазу голим оком.

-Сваки чврсти предмет са видљивим једноличним карактеристикама, као што су боја, сјај, димензије итд. На пример, симетрични и метални комадићи или фасетирани блокови минерала или соли. Огледала такође спадају у овај распон објеката.

Хемикалије

-Челика и легуре метала. Њени метални атоми су распоређени у кристалном распореду где учествује метална веза. Ако је расподјела атома једнака, без "слојева" атома метала Кс или И.

-Сви раствори припремљени унутар или изван лабораторија.

-Чисти угљоводоници (бутан, пропан, циклохексан, бензен, итд.)

-Све синтезе или продукције у којима су реагенси или сировине у једној фази.

Хомогена катализа

Неке реакције се убрзавају додавањем хомогених катализатора, што су супстанце које учествују по веома специфичном механизму у истој фази реактаната; то јест, у реакцијама које се воде у воденим растворима, ови катализатори морају бити растворљиви.

Генерално, хомогена катализа је веома селективна, иако не баш активна или стабилна.

Референце

1. Уредници Енцицлопаедиа Британница. (2018). Хомогена реакција. Енцицлопӕдиа Британница. Опоравак од: британница.цом
2. Хелменстине, др Анне Марие (24. септембра 2018.). Разлика између хетерогених и хомогених смеша. Опоравак од: тхинкцо.цом
3. Цхемицоол. (2017). Дефиниција хомогеног. Опоравак од: цхемицоол.цом
4. ЛовеТоКнов. (2018). Примери хомогене смеше. Опоравак од: екампле.иоурдицтионари.цом
5. Знате науке. (сф) Хемија: хомогени и хетерогени системи. Опоравак од: сабердециенциас.цом
6. Професор лиц. Насо Ц. (сф). Смеше и решења. . Опоравак од: цам.едуцациондигитал.нет
7. Бразил Р. (20. априла 2018.). Комбиновање хомогене и хетерогене катализе. Опоравак од: цхемистриворлд.цом