Karaktäristiskt homogent system, klassificering, fraktioneringsmetoder

en homogent system Det är den delen av universum som består av en enda fas av materia. Det kan vara en helt likformig fas, eller bestå av en ordnad och symmetrisk blandning av element, vilka i fallet med homogena kemiska system är partiklar (molekyler, atomer, joner etc.).

Naturen tenderar, genom osäkra eller välkända mekanismer, att homogenisera någon egendom eller hela systemet i sig. På jorden finns en jämviktsorkester mellan homogena och heterogena system, betraktas som sådan genom visuella undersökningar.

Det är i första hand att ögonen kvalificerar om ett system (något objekt eller utrymme) är homogent eller ej. Om det är ytligt, är nästa steg att fråga hur dess sammansättning är och hur dess element är ordnade. Med detta i åtanke kan det bekräftas eller inte (med viss säkerhet) om systemet presenterar homogenitet i dess egenskaper.

Till exempel, på bilden ovan har du bilden av en kaffekopp, en tallrik och en sockerlindning med ett gott ansikte. Om du anser dessa tre element för en studie så skulle systemet vara heterogent, men om du bara studerar det svarta kaffet i koppen, skulle du i detta fall tala om ett homogent system.

Varför? För första gången ser svart kaffe ut en jämn yta och du kanske tror att den också är inuti. Om sockret tillsattes utan omrörning skulle det sedimenteras till botten av koppen och det initiala homogena systemet skulle bli heterogent.

Om kaffet rördes om tills sockret var helt upplöst skulle dess homogenitet återvända, men med den nya organoleptiska egenskapen är det nu sötare än tidigare. För att vara homogen måste varje droppe kaffe som extraheras från varje hörn av koppen veta exakt samma.

Å andra sidan kan du jämföra koppen svart kaffe med en bubblande yta. Den andra skulle vara mindre homogen än den första, eftersom den inte har en enhetlig fördelning av sina bubblor. Men om de två kafforna har samma smak och de saknar sockerkristaller (viktigare variabler), så är båda lika homogena.

Kafforna med vispgrädde eller med konstnärliga ritningar på deras yta kan tas av heterogena system (även om blandningen är homogen med avseende på kaffe).

index

• 1 Egenskaper hos ett homogent system
  • 1.1 Schackbrädet och subjektiviteten
• 2 klassificering
  • 2.1 lösningar
  • 2.2 Rena ämnen
  • 2.3 Homogena reaktioner
• 3 Fraktioneringsmetoder
  • 3.1 Avdunstning
  • 3.2 Destillation
  • 3.3 Likriktning
• 4 exempel
  • 4,1 av det dagliga livet
  • 4.2 Kemikalier
• 5 referenser

Egenskaper för ett homogent system

Vilka egenskaper bör ett homogent system ha?? 

-Måste innehålla en enda materialfas (flytande, fast eller gas).

-När det gäller en blandning måste dess komponenter kunna bilda en enda enhetlig fas. Det här gäller kaffe och socker. Om det finns sockerkristaller i botten av koppen eller koppen utan att de löser sig, utgör de en andra fas.

-Deras intensiva egenskaper (densitet, viskositet, molvolym, kokpunkt, etc.) måste vara desamma på alla punkter inom systemet. Detta gäller även för de organoleptiska egenskaperna (smak, färg, lukt, etc.). En maräng av en enda smak är således ett homogent system så länge det inte har något annat element (som hackad frukt).

-Komponenterna i deras blandningar beställs i utrymmet på ett homogent och symmetriskt sätt.

Schackbrädet och subjektiviteten

Den sista egenskapen kan utlösa förvirring och synpunkter.

Schackbrädet (förutom bitarna) representerar till exempel en punkt där olika åsikter uppstår om det. Är det homogent eller heterogent? Och om de svarta och vita rutorna växlar i rader (en vit, en svart och så vidare), vad skulle svaret vara i det scenariot??

Eftersom kvadraterna skiljer sig från varandra enligt färg är detta huvudvariabeln. Det finns en märkbar skillnad mellan vitt och svart, vilket alternerar över hela linjen.

Varje färg representerar en komponent och blandningen är homogen om den fysiska dispositionen av den är orienterad på ett sådant sätt att skillnaderna i dess egenskaper minimeras. Därför bör färgerna ordnas på det mest enhetliga och symmetriska sättet.

Av denna resonemang är schackbrädet homogent, eftersom det trots att det är heterogent med hänsyn till dess färger, varierar dess skillnad jämnt. Medan de färger som visas i rader är "svarta och vita faser" uppenbara, vilket skulle motsvara att ha två faser och ange definitionen av ett heterogent system.

klassificering

Homogena system kan ha många klassificeringar, vilket beror på vilken gren av kunskap de tillhör. I kemi är det inte tillräckligt att ytligt observera ett system, men för att hitta vilka partiklar som gör det och vad de gör i det.

lösningar

Omättade lösningar är blandningar eller homogena system som inte bara finns i kemi utan i det dagliga livet. Havet och oceanerna är gigantiska massor av saltmättat vatten. Lösningsmolekyler, vanligtvis i vätskefasen, omger de lösta molekylerna och hindrar dem från att tillsättas för att bilda en fast eller en bubbla.

Nästan alla lösningar faller i denna klassificering. Orena alkoholer, syror, baser, en blandning av organiska lösningsmedel, indikatorlösningar eller övergångsmetallreagenser; allt innehållet i volymetriska ballonger eller glas- eller plastbehållare, klassificerade som homogena system.

Med tanke på den lägre bildningen av en andra fas i en av dessa lösningar är systemet inte längre homogent.

Rena ämnen

Ovanstående formulerades ordet "orena alkoholer", vilket innebär att de vanligtvis blandas med vatten. Rena alkoholer, liksom alla andra flytande föreningar, är dock homogena system. Detta gäller inte bara för vätskor, utan även för fasta ämnen och gaser.

Varför? Eftersom du bara har en typ av partikel i ett system talar du om en hög homogenitet. Alla är lika, och den enda variationen är hur de vibrerar eller rör sig; men i förhållande till dess fysikaliska eller kemiska egenskaper är det ingen skillnad i någon del av systemet.

Det innebär att en ren järnbit är ett homogent system eftersom det bara har järnatomer. Om ett fragment av någon av dess hörn skulle avlägsnas och dess egenskaper bestämdes skulle samma resultat erhållas; det vill säga homogeniteten av dess egenskaper är uppfyllda.

Om det är orent skulle dess egenskaper oscillera inom ett antal värden. Detta är effekten av föroreningar på järn och på alla andra ämnen eller föreningar.

Om å andra sidan järnskubben har oxiderade delar (röda) och metalldelar (gråaktiga), då är det ett heterogent system.

Homogena reaktioner

De homogena reaktionerna är kanske de viktigaste homogena kemiska systemen. I dem är alla reagens i samma fas, speciellt vätskan eller gasen. De kännetecknas av större kontakt och molekylära kollisioner mellan reaktanterna.

Eftersom det bara finns en fas, rör sig partiklarna med större frihet och snabbhet. Å ena sidan är det en stor fördel; men å andra sidan kan oönskade produkter bildas eller vissa reagenser rör sig så snabbt att de inte kolliderar effektivt.

Reaktionen av heta gaser med syre för att orsaka brand är ett symboliskt exempel på denna typ av reaktioner.

Vilket som helst annat system som involverar reagens med olika faser, som uppträder vid oxidationen av metaller, anses vara en heterogen reaktion.

Fraktioneringsmetoder

I princip är det, med tanke på dess likformighet, inte möjligt att separera komponenterna i homogena system med mekaniska metoder. mycket mindre om det är en ren substans eller förening, från vilken fraktionering dess elementära atomer erhålles.

Det är till exempel lättare (eller snabbare) att skilja komponenterna i ett pizza (heterogent system) än kaffe (homogent system). I det första är det tillräckligt att använda händerna för att ta bort ingredienserna; Medan den andra tar det mer än händer att skilja kaffe från vattnet.

Metoderna varierar beroende på systemets komplexitet och dess materialfaser.

indunstning

Avdunstning består av att uppvärma en lösning tills lösningsmedlet avdunstar helt och lämnar lösningsmedlet. Därför tillämpas denna metod på homogena flytande fasta system.

När exempelvis ett pigment löses upp i en behållare med vatten, är det i början heterogent eftersom pigmentkristallerna ännu inte har diffunderats genom volymen. Efter ett tag blir allt vatten samma färg, vilket indikerar en homogenisering.

För att återvinna det tillsatta pigmentet måste hela volymen upphettas tills den avdunstar. Således H-molekyler₂Eller de ökar sin genomsnittliga kinetisk energi tack vare den energi som värmen ger. Detta leder till att flytta till gasfasen, lämnar i botten (och på behållarens väggar) pigmentkristaller.

Detsamma händer med havsvatten, från vilket dess salter kan extraheras som vita stenar när de upphettas.

Å andra sidan användes förångning också för att eliminera flyktiga lösningsmedel som gasformiga molekyler (O₂, CO₂, N₂, etc). När lösningen värms upp börjar gaserna att samlas för att bilda bubblor, vars tryck, om det överstiger det yttre, kommer att stiga för att fly från vätskan.

rotationsindunstning

Denna metod möjliggör återvinning av organiska lösningsmedel genom applicering av vakuum. Det är mycket användbart, särskilt vid extraktion av oljor eller fetter från organiskt material.

På detta sätt kan lösningsmedlet återanvändas för framtida extraktioner. Dessa experiment är mycket vanliga vid studier av naturliga oljor erhållna från organiska ämnen (blommor, frön, blommor, fruktskalar etc.).

destillation

Destillationen tillåter separering av komponenter i ett flytande-flytande homogent system. Det är baserat på skillnaden mellan kokpunkten för varje komponent (ΔT_eb); Ju större skillnaden desto lättare blir det att skilja dem.

Det kräver en kylkolonn som främjar kondensationen av den mest flyktiga vätskan, som därefter kommer att strömma in i en uppsamlingsballong. Typen av destillation varierar beroende på värdena av AT_eb och de involverade ämnena.

Denna metod används mycket vid renande homogena blandningar; till exempel återvinning av en gasformig produkt från en homogen reaktion. Det har emellertid även tillämpning för heterogena blandningar, vilket sker i raffineringsprocesserna av råolja för att erhålla fossila bränslen och andra produkter.

kondensering

Och hur är det med homogena gasformiga system? De är sammansatta av mer än en typ av molekyler eller gasformiga atomer, vilka skiljer sig i deras molekylära strukturer, massor och atomrader.

Därför har de egna fysikaliska egenskaper och uppför sig annorlunda i ansiktet av en ökning av tryck och en temperaturnedgång.

När både T och P varierar tenderar vissa gaser att interagera starkare än andra. med tillräcklig kraft för att kondensera i en vätskefas. Om å andra sidan hela systemet kondenserar, destilleras kondensatkomponenterna.

Om A och B är gaser kondenserar de genom kondensering i en homogen blandning, som sedan utsattes för destillation. På detta sätt erhålles rena A och B i olika behållare (såsom separat flytande syre och kväve).

exempel

Andra ytterligare exempel på homogena system anges nedan.

Av det dagliga livet

-Vit tandkräm.

-Vinäger, samt kommersiella alkohol och flytande tvättmedel.

-Blodplasma.

-Luften Moln kan också betraktas som homogena system, även om de verkligen innehåller mikrovattendroppar.

-Alkoholhaltiga drycker utan is.

-parfymer.

-Gelatin, mjölk och honung. Men mikroskopiskt är de heterogena system, trots att de visar en enda fas i blotta ögat.

-Alla fasta föremål med likformiga synliga egenskaper, såsom färg, ljusstyrka, dimensioner etc. Till exempel symmetriska och metalliska nuggets, eller facetterade block av ett mineral eller salt. Speglarna faller också inom detta intervall av objekt.

kemikalier

-Stål och metalllegeringar. Dess metallatomer är anordnade i ett kristallint arrangemang där metallbindningen deltar. Om fördelningen av atomerna är likformig, utan "lager" av atomer av en metall X eller Y.

-Alla lösningar beredda inom eller utanför laboratoriet.

-Rena kolväten (butan, propan, cyklohexan, bensen etc.).

-Alla synteser eller produktioner där reagenserna eller råmaterialet är i en enda fas.

Homogen katalys

Vissa reaktioner accelereras genom tillsats av homogena katalysatorer, vilka är ämnen som deltar enligt en mycket specifik mekanism i samma fas av reaktanterna; det vill säga i reaktioner utförda i vattenhaltiga lösningar måste dessa katalysatorer vara lösliga.

I allmänhet är homogen katalys väldigt selektiv, även om den inte är väldigt aktiv eller stabil.

referenser

1. Editors of Encyclopaedia Britannica. (2018). Homogen reaktion. Encyclopædia Britannica. Hämtad från: britannica.com
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24 september 2018). Skillnaden mellan heterogena och homogena blandningar. Hämtad från: thoughtco.com
3. Chemicool. (2017). Definition av homogen. Hämtad från: chemicool.com
4. LoveToKnow. (2018). Exempel på homogen blandning. Hämtad från: examples.yourdictionary.com
5. Kunskap om vetenskap. (N.D.). Kemi: homogena och heterogena system. Återställd från: saberdeciencias.com
6. Prof. Lic. Naso C. (s.f.). Blandningar och lösningar. [PDF]. Hämtad från: cam.educaciondigital.net
7. Brasilien R. (20 april 2018). Kombinera homogen och heterogen katalys. Hämtad från: chemistryworld.com