Karaktäristiskt heterogent system, klassificering, fraktioneringsmetoder

en heterogent system är den delen av universum som upptas av atomer, molekyler eller joner, på ett sådant sätt att de bildar två eller flera urskiljbara faser. Det förstås av "del av universum" till en droppe, en boll, reaktorn, bergarterna; och genom fas, till ett tillstånd eller aggregerings sätt, oavsett om det är fast, flytande eller gasformig.

Systemets heterogenitet varierar från definitionen från ett kunskapsområde till ett annat. Emellertid delar detta koncept många likheter inom matlagning och kemi.

Till exempel är en pizza med sin yta fylld med ingredienser, som den i bilden ovan, ett heterogent system. På samma sätt räknas salladen, en blandning av nötter och spannmål eller en bubblig dryck som heterogena system.

Observera att dess element utmärks av enkel syn och kan separeras manuellt. Vad sägs om majonnäs? Eller mjölken? Vid första anblicken är de homogena, men mikroskopiskt är de heterogena system; mer specifikt är de emulsioner.

I kemi består ingredienserna av reagens, partiklar eller en substans som studeras. Faserna är bara fysiska aggregat av dessa partiklar, som ger alla de egenskaper som karakteriserar faserna. Således uppträder alkoholens vätskefas "annorlunda" än den för vatten, och ännu mer, den för flytande kvicksilver..

I vissa system är faserna lika igenkända som en mättad sockerlösning med kristaller i bakgrunden. Var och en av sig kan klassificeras som homogen: högst upp en fas bildad av vatten och under en fast fas bestående av sockerkristaller.

När det gäller vattensockersystemet finns det inget tal om reaktion men om mättnad. I andra system är omvandlingen av materia närvarande. Ett enkelt exempel är blandningen av en alkalimetall, såsom natrium och vatten; Det är explosivt, men i början är bit metallisk natrium omgiven av vatten.

Så som med majonnäs, är heterogena system inom kemi makroskopiskt homogen passera igenom, men i ljuset av ett kraftfullt mikroskop, slitage sina sanna heterogena faser.

index

• 1 Egenskaper hos det heterogena systemet
  • 1.1 Observationsgrad
• 2 klassificering
  • 2.1 Mättade lösningar (flytande-flytande, flytande fast substans, flytande gas)
  • 2.2 Lösningar med utfällda salter
  • 2.3 Fasövergångar
  • 2.4 Fasta ämnen och gaser
• 3 Fraktioneringsmetoder
  • 3.1 Filtrering
  • 3.2 Dekantering
  • 3.3 Screening
  • 3.4 Bildbehandling
  • 3,5 centrifugering
  • 3,6 sublimering
• 4 exempel
• 5 referenser

Egenskaper hos det heterogena systemet

Vilka egenskaper är det för ett heterogent kemiskt system? Generellt sett kan de listas enligt följande:

-De består av två eller flera faser; Med andra ord är det inte enhetligt.

-Det kan i allmänhet bestå av något av följande faser: fast fast substans, fastvätska, fast gas, flytande vätska, flytande gas; och dessutom kan alla tre vara närvarande i samma fast-flytande gas system.

-Dess komponenter och faser kan i första hand särskiljas. Därför är det tillräckligt att observera systemet för att dra slutsatser från dess egenskaper; såsom färg, viskositet, storlek och form av kristaller, lukt etc..

-Det involverar vanligtvis en termodynamisk jämvikt eller en hög eller låg affinitet mellan partiklarna i en fas eller mellan två olika faser.

-De fysikalisk-kemiska egenskaperna varierar beroende på systemets riktning eller riktning. Således kan värden för exempelvis smältpunkten oscillera från en region av en heterogen fast substans till en annan. Även (det vanligaste fallet) ändras färger eller toner över hela fastämnet (vätska eller gas) som de jämförs.

-De är blandningar av ämnen; det vill säga det gäller inte rena ämnen.

Observationsgrad

Varje homogent system kan anses vara heterogent om skalorna eller graderna av observationen modifieras. En karaff fylld med rent vatten är till exempel ett homogent system, men som dess molekyler observeras finns det miljoner med dem med egna hastigheter.

Från molekylär synvinkel fortsätter systemet att vara homogent eftersom det bara är H-molekyler.₂O. Men vidare minskning av observationsnivån till atomnivåer blir vattnet heterogent, eftersom det inte består av en enda typ av atom utan av väte och syre.

Därför beror egenskaperna hos heterogena kemiska system på graden av observation. Om du tänker på den mikroskopiska skalan, kan du hitta mångfacetterade system.

En fast A, tydligen homogen och silverfärgad, kan bestå av flera lager av olika metaller (ABCDAB ...) och därför vara heterogena. Därför är A homogent makroskopiskt men heterogen vid mikro- eller nano-nivåer.

Också, samma atomer är heterogena system, eftersom de är gjorda av vakuum, elektroner, protoner, neutroner, och andra subatomära partiklar (såsom kvark).

klassificering

Med tanke på då en grad av makroskopisk observation, som definierar de synliga egenskaperna eller en mätbar egenskap, kan de kemiska heterogena systemen klassificeras på följande sätt:

Mättade lösningar (flytande-flytande, flytande fast substans, flytande gas)

Mättade lösningar är ett slags heterogent kemiskt system, i vilket lösningsmedlet inte kan fortsätta att lösa upp och bildar en fas som skiljer sig från lösningsmedlets fas. Exempel på vatten och sockerkristaller faller i denna klassificering.

Lösningsmolekylerna når en punkt där de inte kan vara värd eller solvatera lösningen. Därefter kommer det extra lösta ämnet, vare sig det är fast eller gasformigt, att omgruppera snabbt för att bilda en fast eller bubblor; det vill säga ett flytande fast ämne eller gasformig vätska.

Lösningsmedlet kan också vara en vätska som är blandbar med lösningsmedlet upp till en viss koncentration; annars skulle de vara blandbara i alla koncentrationer och skulle inte bilda en mättad lösning. Det är blandbart att blandningen av de två vätskorna bildar en enda likformig fas.

Om å andra sidan det flytande lösningsmedlet är blandbart med lösningsmedlet, såsom är fallet med oljan och vattenblandningen, lösningen mättas vid den lägsta mängden tillsatt. Som ett resultat bildas två faser: en vattenhaltig och den andra oljig.

Lösningar med utfällda salter

Vissa salter ger en balans av löslighet, eftersom interaktionerna mellan deras joner är mycket starka och omgrupperas i kristaller så att vattnet inte kan dissociera.

Denna typ av heterogena system består också av en flytande fas och en fast en; men till skillnad från mättade lösningar är lösningsmedlet ett salt som inte kräver stora mängder att fälla ut.

Till exempel, när man blandar två vattenhaltiga lösningar av omättade salter, en av NaCl och den andra av AgNO₃, det olösliga saltet AgCl utfälles. Silverkloriden uppvisar en balans av löslighet i lösningsmedlet, varvid ett vitaktigt fastämne i den vattenhaltiga behållaren observeras.

Sålunda beror egenskaperna hos dessa lösningar på typen av fällning som bildas. I allmänhet är kromsalter mycket färgglada, liksom mangan, järn eller något metallkomplex. Denna fällning kan vara ett kristallint, amorft eller gelatinöst fastämne.

Fasövergångar

Ett isblock kan bilda ett homogent system, men när det smälts bildar en ytterligare fas av flytande vatten. Därför är fasämnets övergångar också heterogena system.

Dessutom kan vissa molekyler fly från isytan till ångfasen. Det beror på att inte bara flytande vatten ger ångtryck, men även is, även i mindre utsträckning.

De heterogena fasövergångssystemen gäller för varje ämne (ren eller oren). Således hör alla fasta ämnen som smälter, eller den vätska som avdunstar, till denna typ av system.

Fasta ämnen och gaser

En mycket vanlig klass av heterogena system inom kemi är fasta ämnen eller gaser med flera komponenter. Till exempel faller pizza i bilden i denna klassificering. Om istället för ost, paprika, ansjovis, skinka, lök, etc, ta svavel, kol, fosfor och koppar, så har du en annan fast heterogen.

Svavel utmärker sig på grund av sin gula färg; kolet för att vara en svart solid; fosforen är röd; och den glänsande och metalliska kopparen. Alla är fasta, därför består systemet av en fas men med flera komponenter. I vardagen är exemplar av denna typ av system oförutsägbara.

Gaser kan också bilda heterogena blandningar, speciellt om de har olika färger eller densiteter. De kan dra mycket små partiklar, som händer med vattenpartiklar i molnen. När de växer i storlek absorberar de synligt ljus och som ett resultat blir molnen gråaktig.

Ett exempel på ett heterogent fastgas system är rök, som består av mycket små kolpartiklar. Av denna anledning är röken av ofullständig förbränning svartaktig.

Fraktioneringsmetoder

Faserna eller komponenterna i ett heterogent system kan separeras genom att utnyttja skillnaderna i deras fysikaliska eller kemiska egenskaper. På detta sätt bryts det ursprungliga systemet tills endast homogena faser kvarstår. Några av de vanligaste metoderna är de som följer.

filtrering

Filtrering används för att separera en fast substans eller fällning från en vätska. Således lyckas de två faserna separera, även om det är med viss förorening. Av denna anledning utsätts fastämnet i allmänhet för tvättning och torkas sedan i en ugn. Denna procedur kan göras genom att använda vakuum eller helt enkelt genom gravitation.

dekantering

Denna metod är också användbar för att separera ett fastämne från en vätska. Det skiljer sig lite från det föregående, eftersom det fasta materialet vanligtvis har en fast konsistens och är helt avsatt i behållarens botten. För att göra detta, lutar du bara behållarens mun vid lämplig vinkel så att vätskan rinner ut ur den.

På samma sätt tillåter dekantering separation av två vätskor, det vill säga ett vätske-vätskesystem. I det här fallet använder vi en separertratt.

Den bifasiska blandningen (två oblandbara vätskor) överförs till tratten, och vätskan med lägre densitet kommer att vara placerad i toppen; medan den högre densiteten, i den nedre delen, kommer i kontakt med utgångsöppningen.

Den övre bilden representerar en separerings- eller dekanteringstratt. Detta glasmaterial används också för att utföra flytande-vätskextraktioner; det vill säga extrahera ett lösningsmedel från den ursprungliga vätskan genom att tillsätta en annan vätska i vilken den är ännu mer löslig.

siktning

Screening används för att separera fasta komponenter i olika storlekar. Det är mycket vanligt att i köket hitta en sik eller sik för att rengöra kornen, rena vetemjölet eller ta bort fasta rester av tjocka juicer. I kemi kan den användas för att separera små kristaller från andra av större omfattning.

magnetisering

Denna metod används för fastfasta system där en eller flera av komponenterna lockas av en magnet. Sålunda renas den initiala heterogena fasen, när magneten avlägsnar de ferromagnetiska elementen. Till exempel används magnetisering för att separera tennplåt från sopor.

centrifugering

Centrifugeringen separerar ett suspenderat fast ämne från en vätska. Det kan inte filtreras eftersom partiklarna simma upptar hela volymen av vätskan. För att separera båda faser utsätts en mängd av den heterogena blandningen för en centrifugalkraft som sedimenterar det fasta i botten av centrifugröret..

sublime

Sublimationsseparationsmetoden appliceras endast för flyktiga fasta ämnen; det vill säga för dem med högt ångtryck vid låga temperaturer.

Efter upphettning av den heterogena blandningen, flyter det flyktiga fasta materialet till gasfasen. Ett exempel på dess applicering är rening av ett prov förorenat med jod eller ammoniumklorid.

exempel

Hittills har flera exempel på heterogena kemiska system nämnts. För att komplettera dem, anges ytterligare och andra utanför det kemiska sammanhanget nedan:

-Granit, stenar av en flod, bergen, eller någon sten med ådor i många färger.

-Mineraler räknas också som heterogena system, eftersom de bildas av flera typer av fasta strukturer som består av joner. Dess egenskaper är produkten av interaktionen mellan jonerna av en kristallin struktur och föroreningarna.

-Läsken. I dem finns en flytande gas jämvikt, som när det yttre trycket sänks minskar lösligheten hos den upplösta gasen; Av denna anledning observeras många bubblor (gasformiga lösningsmedel) som uppstår till vätskans yta när de avtäckes.

-Eventuellt reaktionsmedium som involverar reagens i olika faser, och som också behöver en magnetomrörare för att garantera en högre reaktionshastighet.

-De heterogena katalysatorerna. Dessa fasta substanser tillhandahåller ställen på deras yta eller porer, där kontakt mellan reagenserna accelereras och de intervenerar inte eller genomgår en irreversibel transformation i reaktionen.

-En frisada-vägg, en vägg av mosaik eller en arkitektonisk utformning av en byggnad.

-Multilayergelé av många smaker.

-En Rubiks kub.

referenser

1. Jämvikt i heterogena system. Hämtad från: science.uwaterloo.ca
2. Fernández G. (7 november 2010). Homogena och heterogena system. Återställd från: quimicafisica.com
3. Jill. (7 juni 2006). Homogena och heterogena system. Hämtad från: chemistryforstudents.blogspot.com
4. LoveToKnow. (2018). Exempel på heterogen blandning. Hämtad från: examples.yourdictionary.com
5. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi I Delarna i grupp 15. (fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
6. Wikipedia. (2018). Homogenitet och heterogenitet. Hämtad från: en.wikipedia.org
7. F. Holleman, Egon Wiberg, Nils Wiberg. (2001). Oorganisk kemi Hämtad från: books.google.com