Charakteristinė homogeninė sistema, klasifikacija, frakcionavimo metodai

A homogeninė sistema tai yra ta visatos dalis, kurią sudaro viena materijos fazė. Tai gali būti visiškai vienoda fazė arba susideda iš užsakyto ir simetriško elementų mišinio, kuris homogeninių cheminių sistemų atveju yra dalelės (molekulės, atomai, jonai ir tt)..

Gamta, būdama neaiški ar gerai žinoma, linkusi homogenizuoti tam tikrą turtą ar visą sistemą. Žemėje egzistuoja pusiausvyrinis orkestras tarp homogeninių ir nevienalyčių sistemų, laikomų vizualiais tyrimais.

Tai reiškia, kad, pirma, akys atitinka reikalavimus, jei sistema (bet koks objektas ar erdvė) yra vienalytė ar ne. Jei jis yra paviršutiniškas, kitas žingsnis yra paklausti, kaip jos sudėtis ir kaip jos elementai yra išdėstyti. Turint tai omenyje, tai gali būti patvirtinta arba ne (tam tikru tikrumu), jei sistema pateikia savo savybių vienarūšiškumą.

Pavyzdžiui, aukščiau esančiame paveikslėlyje jūs turite kavos puodelio, plokštės ir cukraus apvalkalo vaizdą su laimingu veidu. Jei manote, kad šie trys elementai yra skirti tyrimui, tuomet sistema būtų nevienalytė, bet jei tyrinėjate tik juodą kavą, esančią puodelio viduje, šiuo atveju kalbėtumėte apie homogeninę sistemą..

Kodėl? Nes iš pirmo žvilgsnio juoda kava atrodo vienodai, ir jūs manote, kad jis taip pat yra viduje. Jei cukrus būtų dedamas be maišymo, jis nusėda į puodelio dugną ir pradinė homogeninė sistema taptų nevienalytė.

Tačiau, jei kava buvo maišoma tol, kol cukrus visiškai ištirps, jo homogeniškumas grįžtų, nors su nauja organoleptine savybe ji dabar yra saldesnė nei anksčiau. Kad būtų vienalytė, kiekvienas kavos lašas, išgautas iš bet kokio taurės kampo, turi tiksliai žinoti.

Kita vertus, galite lyginti juodos kavos puodelį su burbuliuojančiu paviršiumi. Antrasis būtų mažiau homogeniškas nei pirmasis, nes jis neturi vienodo burbuliukų pasiskirstymo. Tačiau, jei abu kavos skoniai yra vienodi ir jiems trūksta cukraus kristalų (svarbesnių kintamųjų), tada abu yra vienodai vienodi.

Kavos su plakta grietinėle arba meniniais piešiniais ant jų paviršiaus gali būti paimtos nevienalytėmis sistemomis (nors mišinys yra vienodas kavos atžvilgiu).

Indeksas

• 1 Homogeninės sistemos savybės
  • 1.1 Šachmatų lenta ir subjektyvumas
• 2 Klasifikacija
  • 2.1 Sprendimai
  • 2.2 Grynos medžiagos
  • 2.3 Homogeniškos reakcijos
• 3 Frakcijos metodai
  • 3.1 Garavimas
  • 3.2 Distiliavimas
  • 3.3 Suskystinimas
• 4 Pavyzdžiai
  • 4.1 Kasdienis gyvenimas
  • 4.2 Chemikalai
• 5 Nuorodos

Homogeninės sistemos charakteristikos

Kokios turėtų būti homogeniškos sistemos savybės?? 

-Turi būti vienos medžiagos fazė (skystis, kietas arba dujinis).

-Kai kalbama apie mišinį, jo sudedamosios dalys turi sudaryti vieną vienodą fazę. Taip yra kavos ir cukraus atveju. Jei puodelio ar puodelio apačioje yra neištirpę cukraus kristalai, jie sudaro antrąjį etapą.

-Jų intensyvios savybės (tankis, klampumas, molinis tūris, virimo temperatūra ir tt) turi būti vienodos visuose sistemos taškuose. Tai taikoma ir organoleptinėms savybėms (skonis, spalva, kvapas ir tt). Taigi vienintelio skonio gumbas yra vienarūšė sistema, jei ji neturi kito elemento (pvz., Kapotų vaisių).

-Jų mišinių komponentai užsakomi erdvėje vienodai ir simetriškai.

Šachmatų lenta ir subjektyvumas

Paskutinė charakteristika gali sukelti painiavą ir požiūrį.

Pavyzdžiui, šachmatų lenta (be gabalų) yra ta vieta, kur apie ją kyla skirtingos nuomonės. Ar tai homogeniška ar nevienalytė? Ir jei juodos ir baltos spalvos kvadratai pakaitomis eilėmis (vienas baltas, vienas juodas ir pan.), Koks būtų atsakymas į šį scenarijų??

Kadangi kvadratai skiriasi vienas nuo kito pagal spalvą, tai yra pagrindinis kintamasis. Yra ryškus skirtumas tarp baltos ir juodos spalvos, kuri keičiasi visoje lentoje.

Kiekviena spalva yra komponentas, ir mišinys yra homogeniškas, jei jo fizinis išdėstymas yra orientuotas taip, kad būtų sumažintas jo savybių skirtumas. Todėl spalvos turėtų būti išdėstytos vienodai ir simetriškai.

Remiantis šiais argumentais, šachmatų lenta yra vienalytė, nes nepaisant to, kad jos spalvos yra nevienalytės, jos skirtumas vienodai keičiasi. Nors su spalvomis rodomos eilutės, „juodos ir baltos fazės“ yra akivaizdžios, o tai būtų lygiavertė dviejų fazių ir heterogeninės sistemos apibrėžimo įvedimui..

Klasifikacija

Homogeniškos sistemos gali turėti daug klasifikacijų, kurios priklauso nuo to, kokiai žinių sričiai jie priklauso. Chemijoje nepakanka paviršutiniškai stebėti sistemą, bet surasti, kurios dalelės tai padaro ir ką joje daro.

Sprendimai

Neprisotinti tirpalai yra mišiniai arba homogeninės sistemos, esančios ne tik chemijoje, bet ir kasdieniame gyvenime. Jūra ir vandenynai yra milžiniškos druskos nesočiųjų vandenų masės. Tirpiklių molekulės, paprastai skystoje fazėje, supa tirpias molekules ir neleidžia jas pridėti, kad susidarytų kietas arba burbulas.

Beveik visi sprendimai priskiriami šiai klasifikacijai. Neorganiniai alkoholiai, rūgštys, bazės, organinių tirpiklių mišinys, indikatoriniai tirpalai arba pereinamojo metalo reagentai; visi yra talpinami balionuose arba stiklo arba plastikiniuose konteineriuose, klasifikuojami kaip vienarūšės sistemos.

Atsižvelgiant į tai, kad viename iš šių sprendimų susidaro antrasis etapas, sistema nebėra vienalytė.

Grynos medžiagos

Viršuje buvo parašyta frazė „nešvarūs alkoholiai“, o tai reiškia, kad jie paprastai sumaišomi su vandeniu. Tačiau gryni alkoholiai, taip pat bet kuris kitas skystas junginys yra homogeninės sistemos. Tai taikoma ne tik skysčiams, bet ir kietosioms medžiagoms ir dujoms.

Kodėl? Kadangi kai sistemoje turite tik vienos rūšies daleles, jūs kalbate apie aukštą homogeniškumą. Visi yra lygūs, ir vienintelė variacija yra taip, kaip jie vibruoja ar perkelia; tačiau, atsižvelgiant į jo fizines ar chemines savybes, jokioje sistemos dalyje nėra jokio skirtumo.

Tai reiškia, kad grynas geležies kubas yra vienalytė sistema, nes joje yra tik geležies atomai. Jei būtų pašalintas bet kurio jo viršūnės fragmentas, o jo savybės būtų nustatytos, būtų gauti tie patys rezultatai; tai yra, jo savybių homogeniškumas yra įvykdytas.

Jei ji yra nešvari, jos savybės svyruos įvairiose vertėse. Tai yra priemaišų poveikis geležiui ir bet kuriai kitai medžiagai ar junginiui.

Kita vertus, geležies kubas turi oksiduotų dalių (raudonos) ir metalinių dalių (pilkšvųjų), tai yra nevienalytė sistema.

Homogeninės reakcijos

Homogeniškos reakcijos galbūt yra svarbiausios homogeninės cheminės sistemos. Juose visi reagentai yra toje pačioje fazėje, ypač skysčio ar dujų. Jiems būdingas didesnis kontaktų ir molekulių susidūrimas tarp reagentų.

Kadangi yra tik viena fazė, dalelės juda su didesne laisve ir greičiu. Viena vertus, tai yra didelė nauda; tačiau, kita vertus, gali susidaryti nepageidaujami produktai arba kai kurie reagentai gali judėti taip greitai, kad jie neveiktų veiksmingai.

Karštų dujų reakcija su deguonimi, kad sukeltų ugnį, yra simbolinis tokio tipo reakcijų pavyzdys.

Bet kuri kita sistema, apimanti reagentus su skirtingomis fazėmis, kaip ir metalų oksidacijos metu, laikoma heterogenine reakcija.

Frakcijos metodai

Iš esmės, atsižvelgiant į jo vienodumą, homogeninių sistemų komponentų negalima atskirti mechaniniais metodais; daug mažiau, jei ji yra gryna medžiaga arba junginys, iš kurio frakcionavimo gaunami jo elementiniai atomai.

Pavyzdžiui, lengviau (ar greičiau) atskirti picos komponentus (heterogeninę sistemą), nei kavos (homogeninė sistema). Pirma, pakanka naudoti rankas, kad pašalintumėte ingredientus; o su antruoju, kavos atskyrimas nuo vandens užtruks daugiau nei rankas.

Metodai skiriasi priklausomai nuo sistemos sudėtingumo ir esminių etapų.

Garinimas

Garavimas susideda iš tirpalo kaitinimo, kol tirpiklis visiškai išgaruos, paliekant tirpiklį. Todėl šis metodas taikomas vienalytėms skysčių kietoms sistemoms.

Pavyzdžiui, kai tirpalas ištirpinamas vandens talpykloje, iš pradžių sistema yra nevienalytė, nes pigmentiniai kristalai dar nėra pasklidę per visą tūrį. Po kurio laiko visas vanduo tampa ta pačia spalva, kuri rodo homogenizaciją.

Norėdami atgauti pridėtą pigmentą, visas vandens kiekis turi būti šildomas, kol jis išgaruos. Taigi, H molekulės₂Arba jie padidina vidutinę kinetinę energiją dėl šilumos tiekiamos energijos. Tai veda į pabėgimą į dujų fazę, paliekant apačioje (ir konteinerio sienelėse) pigmento kristalus.

Tas pats atsitinka su jūros vandeniu, iš kurio jos druskos gali būti išgaunamos kaip baltos akmenys, kai šildomi.

Kita vertus, garinimas taip pat naudojamas lakiųjų tirpiklių pašalinimui kaip dujinės molekulės (O₂, CO₂, N₂, ir tt). Kai tirpalas pašildomas, dujos pradeda kauptis, kad susidarytų burbuliukai, kurių slėgis, jei jis viršija išorę, pakils, kad išvengtų skysčio.

Garavimas

Šis metodas leidžia panaudoti organinius tirpiklius naudojant vakuumą. Tai labai naudinga, ypač kai ekstrahuoja aliejus ar riebalus iš organinių medžiagų.

Taigi, tirpiklis, gali būti pakartotinai naudojami ekstrahuojant ateities. Šie eksperimentai yra labai dažnas gamtos alyvų, gautų iš organinių medžiagų tyrimo (anakardžiai, sėklos, gėlės, vaisiai lukštai ir tt).

Distiliavimas

Distiliavimas leidžia atskirti skysčio-skysto homogeninės sistemos komponentus. Jis pagrįstas kiekvieno komponento virimo taškų skirtumu (ΔT_eb); Kuo didesnis skirtumas, tuo lengviau juos atskirti.

Tam reikia aušinimo kolonėlės, kuri skatina lakiausio skysčio kondensaciją, kuri teka į surinkimo balioną. Distiliavimo tipas skiriasi priklausomai nuo ΔT verčių_eb medžiagų ir susijusių medžiagų.

Šis metodas yra naudojamas, kai gryninimo homogeniniai mišinius; pavyzdžiui, atsigauti nuo homogeninės reakcijos produktai dujų. Tačiau ji taip pat turi paraišką nevienalyčių mišinių, kaip naftos perdirbimo proceso žalios naftos už iškastinio kuro ir kitų produktų gamybai,.

Suskystinimas

Ir kas iš dujinio vienarūšių sistemų? Jie yra sudarytas iš daugiau negu vienos rūšies molekulės arba dujų atomų, kurie skiriasi molekulinės struktūros, masės ir atominių spindulių.

Todėl jie turi savo fizines savybes ir elgiasi kitaip, kai padidėja slėgis ir sumažėja temperatūra.

Kai tiek T, tiek P skiriasi, kai kurios dujos linkusios sąveikauti labiau negu kitos; pakankamai jėgos kondensuoti skystoje fazėje. Kita vertus, jei visa sistema kondensuojasi, tuomet naudojamas kondensato komponentų distiliavimas.

Jei A ir B yra dujos, suskystinus, jos kondensuojasi homogeniniame mišinyje, kuris po to yra distiliuojamas. Tokiu būdu gryni A ir B gaunami skirtingose ​​talpyklose (pvz., Atskirame skystame deguonies ir azoto)..

Pavyzdžiai

Kiti papildomi homogeninių sistemų pavyzdžiai yra išvardyti žemiau.

Kasdienio gyvenimo

-Baltoji dantų pasta.

-Actas, taip pat komercinis alkoholis ir skysti plovikliai.

-Kraujo plazma.

-Oras Debesys taip pat gali būti laikomi vienarūšėmis sistemomis, nors jose tikrai yra mikro vandens lašelių.

-Alkoholiniai gėrimai be ledo.

-Kvepalai.

-Želatina, pienas ir medus. Tačiau mikroskopiškai jie yra nevienalytės sistemos, nepaisant to, kad vienoje fazėje yra plika akimi.

-Bet koks kietas objektas su vienodomis matomomis savybėmis, pvz., Spalva, ryškumas, matmenys ir tt Pavyzdžiui, simetriški ir metaliniai grynuoliai arba išgaubti mineralinio ar druskos blokai. Į šį objektų diapazoną taip pat patenka veidrodžiai.

Chemikalai

-Plienas ir metalų lydiniai. Jo metalo atomai yra išdėstyti kristaliniame įrenginyje, kuriame dalyvauja metalo jungtis. Jei atomų pasiskirstymas yra vienodas, be metalų X arba Y atomų „sluoksnių“.

-Visi tirpalai, paruošti laboratorijoje arba už jos ribų.

-Gryni angliavandeniliai (butanas, propanas, cikloheksanas, benzenas ir kt.).

-Visos sintezės arba produkcijos, kuriose reagentai arba žaliava yra vienoje fazėje.

Homogeninė katalizė

Kai reakcijos pagreitėja dėl homogeninės katalizatorius, kurie yra vežamas medžiagas pagal konkretų mechanizmą toje pačioje etapo reagentų to; ty, atliktuose vandeniniuose tirpaluose reakcijų, šie katalizatoriai turi būti tirpūs.

Apskritai, vienalytė katalizė yra labai selektyvi, nors ir ne itin aktyvi ir stabili.

Nuorodos

1. „Encyclopaedia Britannica“ redaktoriai. (2018). Homogeninė reakcija. Encyclopædia Britannica. Gauta iš: britannica.com
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 m. Rugsėjo 24 d.). Skirtumas tarp heterogeninių ir homogeninių mišinių. Gauta iš: thinkco.com
3. Chemicole (2017). Homogeninės sąvokos apibrėžimas. Gauta iš: chemicool.com
4. Apie mus. (2018). Homogeninio mišinio pavyzdžiai. Gauta iš: example.yourdictionary.com
5. Mokslo žinios. (s.f.). Chemija: homogeninės ir heterogeninės sistemos. Atgautas iš: saberdeciencias.com
6. Naso C. (s.f.). Mišiniai ir tirpalai. [PDF] Gauta iš: cam.educaciondigital.net
7. Brazilija R. (2018 m. Balandžio 20 d.). Suderinus homogeninę ir heterogeninę katalizę. Gauta iš: chemistryworld.com