Karakteristisk homogent system, klassificering, fraktioneringsmetoder

en homogent system det er den del af universet, der består af en enkelt fase af materie. Det kan være en helt ensartet fase, eller bestå af en ordnet og symmetrisk blanding af elementer, som i tilfælde af homogene kemiske systemer er partikler (molekyler, atomer, ioner osv.).

Naturen har ved hjælp af usikre eller velkendte mekanismer tendens til at homogenisere nogle egenskaber eller hele systemet selv. På Jorden er der et ligevægtsorkester mellem homogene og heterogene systemer, der betragtes som sådan ved hjælp af visuelle udforskninger.

Det er i første omgang kvalificerede øjne, hvis et system (ethvert objekt eller rum) er homogen eller ej. Hvis det er overfladisk, er det næste skridt at spørge, hvordan dets sammensætning er og hvordan dens elementer er arrangeret. Med dette i tankerne kan det bekræftes eller ej (med visse sikkerhed), hvis systemet præsenterer homogenitet i dets egenskaber.

For eksempel i billedet ovenfor har du billedet af en kaffekop, en tallerken og en sukkerpakning med et godt ansigt. Hvis du overvejer disse tre elementer til en undersøgelse, ville systemet være heterogent, men hvis du kun studerer den sorte kaffe inde i koppen, vil du i dette tilfælde tale om et homogent system.

Hvorfor? Fordi ved første øjekast ser sort kaffe en ensartet overflade, og man tror måske, at den også er indeni. Hvis sukkeret blev tilsat uden omrøring, ville det slå sig ned til bunden af ​​koppen, og det oprindelige homogene system ville blive heterogent.

Men hvis kaffen blev omrørt, indtil sukkeret var helt opløst, ville dets homogenitet vende tilbage, men med den nye organoleptiske egenskab er det nu sødere end før. For at være homogen skal hver dråbe kaffe, der udvindes fra et hvilket som helst hjørne af koppen, vide præcis det samme.

På den anden side kan du sammenligne kop sort kaffe med en boblende overflade. Den anden ville være mindre homogen end den første, da den ikke har en ensartet fordeling af sine bobler. Men hvis de to kaffe har samme smag, og de mangler sukkerkrystaller (vigtigere variabler), så er begge lige homogene.

Kafferne med flødeskum eller med kunstneriske tegninger på deres overflade kan tages af heterogene systemer (selv om blandingen er homogen med hensyn til kaffe).

indeks

• 1 Karakteristik af et homogent system
  • 1.1 Skakbrættet og subjektiviteten
• 2 klassificering
  • 2.1 løsninger
  • 2.2 rene stoffer
  • 2.3 Homogene reaktioner
• 3 Fraktioneringsmetoder
  • 3.1 Fordampning
  • 3.2 Destillation
  • 3.3 Likvinding
• 4 eksempler
  • 4,1 af det daglige liv
  • 4.2 Kemikalier
• 5 referencer

Karakteristik af et homogent system

Hvilke egenskaber skal et homogent system have?? 

-Skal have en enkelt materialefase (væske, faststof eller gas).

-Når det kommer til en blanding, skal dets komponenter være i stand til at danne en enkelt ensartet fase. Dette er tilfældet med kaffe og sukker. Hvis der er sukkerkrystaller i bunden af ​​koppen eller kopen uden at opløse, udgør de en anden fase.

-Deres intensive egenskaber (tæthed, viskositet, molært volumen, kogepunkt osv.) Skal være de samme på alle punkter i systemet. Dette gælder også for de organoleptiske egenskaber (smag, farve, lugt osv.). Således er en meringue af en enkelt smag et homogent system, så længe det ikke har et andet element (som hakket frugt).

-Komponenterne i deres blandinger bestilles i rummet på en homogen og symmetrisk måde.

Skakbrættet og subjektiviteten

Den sidste karakteristika kan udløse forvirring og synspunkter.

Skakbrættet (uden stykkerne) repræsenterer for eksempel et punkt, hvor der opstår forskellige meninger om det. Er det homogent eller heterogent? Og hvis de sorte og hvide firkanter veksler i rækker (en hvid, en sort osv.), Hvad ville svaret være i det scenario??

Fordi firkanterne afviger fra hinanden efter farve, er dette hovedvariablen. Der er en mærkbar forskel mellem hvid og sort, som skifter over hele linjen.

Hver farve repræsenterer en komponent, og blandingen er homogen, hvis den fysiske disposition deraf er orienteret på en sådan måde, at forskellene i dets egenskaber minimeres. Derfor bør farver arrangeres på den mest ensartede og symmetriske måde.

Fra denne begrundelse er skakbrættet homogent, fordi dets forskel skifter ensartet på trods af at være heterogent i forhold til dets farver. Mens de farver, der vises i rækker, er de "sorte og hvide faser" tydelige, hvilket ville svare til at have to faser og indtaste definitionen af ​​et heterogent system.

klassifikation

Homogene systemer kan have mange klassifikationer, der afhænger af hvilken gren af ​​viden de tilhører. I kemi er det ikke nok at overvåge et system overfladisk, men for at finde, hvilke partikler der gør det op og hvad de gør i det.

løsninger

Umættede opløsninger er blandinger eller homogene systemer til stede ikke kun i kemi, men i dagligdagen. Havet og oceanerne er gigantiske masser af salt umættet vand. Opløsningsmolekyler, som regel i væskefasen, omgiver de opløste molekyler og forhindrer dem i at blive tilsat for at danne et faststof eller en boble.

Næsten alle løsninger falder ind under denne klassifikation. Ure alkoholer, syrer, baser, en blanding af organiske opløsningsmidler, indikatoropløsninger eller overgangsmetallereagenser; alt indeholdt i volumetriske balloner eller beholdere af glas eller plast, klassificeret som homogene systemer.

I betragtning af den lavere dannelse af en anden fase i en af ​​disse opløsninger er systemet ikke længere homogent.

Rene stoffer

Ovenstående er udtrykket "uren alkoholer" skrevet, hvilket betyder, at de sædvanligvis blandes med vand. Imidlertid er rene alkoholer såvel som enhver anden flydende forbindelse homogene systemer. Dette gælder ikke kun for væsker, men også for faste stoffer og gasser.

Hvorfor? Fordi når du kun har en type partikel i et system, taler du om en høj homogenitet. Alle er ens, og den eneste variation er i den måde, de vibrerer eller bevæger sig; men i forhold til dets fysiske eller kemiske egenskaber er der ingen forskel i nogen del af systemet.

Det betyder, at en ren jernkube er et homogent system, fordi det kun har jernatomer. Hvis et fragment af nogen af ​​dets hjørner skulle fjernes, og dets egenskaber bestemmes, ville de samme resultater opnås; det vil sige homogeniteten af ​​dets egenskaber er opfyldt.

Hvis det er uren, vil dets egenskaber svinge inden for en række værdier. Dette er virkningen af ​​urenheder på jern og på ethvert andet stof eller stof.

Hvis ironkuben på den anden side har oxiderede dele (rød) og metalliske dele (grå), så er det et heterogent system.

Homogene reaktioner

De homogene reaktioner er måske de vigtigste homogene kemiske systemer. I dem er alle reagenser i samme fase, især væsken eller gassen. De er præget af større kontakt og molekylære kollisioner mellem reaktanterne.

Da der kun er en fase, bevæges partiklerne med større frihed og hastighed. På den ene side er det en stor fordel; men på den anden side kan uønskede produkter dannes, eller nogle reagenser bevæger sig så hurtigt, at de ikke kolliderer effektivt.

Reaktionen af ​​varme gasser med oxygen for at forårsage brand er et symbolsk eksempel på denne type reaktioner.

Ethvert andet system, der involverer reagenser med forskellige faser, som forekommer ved oxidation af metaller, betragtes som en heterogen reaktion.

Fraktioneringsmetoder

I princippet er det på grund af dets ensartethed ikke muligt at adskille komponenterne i homogene systemer ved mekaniske metoder; meget mindre, hvis det er et rent stof eller en forbindelse, fra hvis fraktionering dets elementære atomer er opnået.

For eksempel er det lettere (eller hurtigere) at adskille komponenterne i en pizza (heterogent system) end kaffe (homogent system). I det første er det nok at bruge hænderne til at fjerne ingredienserne; mens med den anden, vil det tage mere end hænder at skille kaffen fra vandet.

Metoderne varierer alt efter systemets kompleksitet og dets materielle faser.

fordampning

Fordampning består i at opvarme en opløsning, indtil opløsningsmidlet afdampes fuldstændigt, hvilket efterlader opløsningen. Derfor anvendes denne metode på homogene væskeformige systemer.

For eksempel, når der opløses et pigment i en beholder med vand, er systemet først heterogent, da pigmentkrystallerne endnu ikke er diffunderet gennem volumenet. Efter et stykke tid bliver alt vandet af samme farve, hvilket tyder på en homogenisering.

For at genoprette det tilsatte pigment skal hele vandmængden opvarmes, indtil den fordampes. Således H-molekyler₂Eller de øger deres gennemsnitlige kinetiske energi takket være den varme, der leveres af varmen. Dette fører til flugt til gasfasen, der efterlader i bunden (og på væggens vægge) pigmentkrystaller.

Det samme sker med havvand, hvorfra dets salte kan ekstraheres som hvide sten ved opvarmning.

På den anden side anvendes fordampning også til at eliminere flygtige opløste stoffer som gasformige molekyler (O₂, CO₂, N₂, etc.). Når opløsningen opvarmes, begynder gassen at samle sig for at danne bobler, hvis tryk, hvis det overstiger det ydre, vil stige for at undslippe væsken.

rotationsinddampning

Denne metode muliggør genvinding af organiske opløsningsmidler ved anvendelse af vakuum. Det er meget nyttigt, især når man ekstraherer olier eller fedtstoffer fra organisk materiale.

På denne måde kan opløsningsmidlet genbruges til fremtidige ekstraktioner. Disse eksperimenter er meget almindelige i undersøgelsen af ​​naturlige olier opnået fra ethvert organisk stof (blomst, frø, blomster, frugtskaller mv).

destillation

Destillationen tillader at adskille komponenter i et væske-flydende homogent system. Det er baseret på forskellen på kogepunktene for hver komponent (ΔT_eb); Jo større forskellen er, desto lettere bliver det at adskille dem.

Det kræver en kølekolonne, der fremmer kondensationen af ​​den mest flygtige væske, som derefter strømmer ind i en samlingsballon. Typen af ​​destillation varierer afhængigt af ΔT's værdier_eb og de involverede stoffer.

Denne metode anvendes meget til rensning af homogene blandinger; for eksempel at genvinde et gasformigt produkt fra en homogen reaktion. Det har dog også anvendelse på heterogene blandinger, som forekommer i raffinering af råolie til opnåelse af fossile brændstoffer og andre produkter.

fortætning

Og hvad med homogene gasformige systemer? De er sammensat af mere end en type molekyler eller gasformige atomer, der afviger i deres molekylære strukturer, masser og atomradiere.

Derfor har de deres egen fysiske egenskaber og opfører sig forskelligt i lyset af en stigning i tryk og en temperaturfald.

Når både T og P varierer, har nogle gasser en tendens til at interagere stærkere end andre; med tilstrækkelig kraft til at kondensere i en flydende fase. Hvis derimod hele systemet kondenserer, destilleres destillationen af ​​kondensatkomponenterne.

Hvis A og B er gasser, kondenserer de ved kondensering i en homogen blanding, som derefter udsættes for destillation. På denne måde opnås ren A og B i forskellige beholdere (såsom separat flydende oxygen og nitrogen).

eksempler

Andre yderligere eksempler på homogene systemer er anført nedenfor.

Af dagligdagen

-Hvid tandpasta.

-Eddike, samt kommercielle alkohol og flydende vaskemidler.

-Blodplasma.

-Luften Skyer kan også betragtes som homogene systemer, selvom de virkelig indeholder mikrovandsdråber.

-Alkoholholdige drikkevarer uden is.

-Parfumer.

-Gelatine, mælk og honning. Men mikroskopisk er de heterogene systemer, på trods af at man viser en enkelt fase til det blotte øje.

-Ethvert fast objekt med ensartede synlige egenskaber, såsom farve, lysstyrke, dimensioner mv. For eksempel symmetriske og metalliske nuggets eller facetterede blokke af et mineral eller salt. Spejlet falder også inden for denne række objekter.

kemikalier

-Stål og metallegeringer. Dets metalatomer er arrangeret i et krystallinsk arrangement, hvor metalbinding deltager. Hvis fordeling af atomerne er ensartet, uden "lag" af atomer af et metal X eller Y.

-Alle løsninger udarbejdet inden for eller uden for laboratoriet.

-Rene carbonhydrider (butan, propan, cyclohexan, benzen osv.).

-Alle synteser eller produktioner, hvor reagenserne eller råmaterialet er i en enkelt fase.

Homogen katalyse

Nogle reaktioner accelereres ved tilsætning af homogene katalysatorer, som er stoffer, som deltager i en meget specifik mekanisme i samme fase af reaktanterne; det vil sige i reaktioner udført i vandige opløsninger, skal disse katalysatorer være opløselige.

Generelt er homogen katalyse meget selektiv, selvom den ikke er meget aktiv eller stabil.

referencer

1. Editors of Encyclopaedia Britannica. (2018). Homogen reaktion. Encyclopædia Britannica. Hentet fra: britannica.com
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24. september 2018). Forskellen mellem heterogene og homogene blandinger. Hentet fra: thoughtco.com
3. Chemicool. (2017). Definition af homogen. Hentet fra: chemicool.com
4. LoveToKnow. (2018). Eksempler på homogen blanding. Hentet fra: examples.yourdictionary.com
5. Viden om videnskab. (N.D.). Kemi: homogene og heterogene systemer. Genoprettet fra: saberdeciencias.com
6. Prof. Lic. Naso C. (s.f.). Blandinger og løsninger. [PDF]. Hentet fra: cam.educaciondigital.net
7. Brasilien R. (20. april 2018). Kombination af homogen og heterogen katalyse. Hentet fra: chemistryworld.com