Sistem homogen ciri, klasifikasi, kaedah pecahan

A sistem homogen ia adalah bahagian alam semesta yang terdiri daripada fasa tunggal perkara. Ia boleh menjadi fasa yang seragam, atau terdiri daripada campuran unsur-unsur yang diperintahkan dan simetrik, yang bagi kes sistem kimia homogen, adalah zarah (molekul, atom, ion, dan lain-lain).

Alam semulajadi cenderung, melalui mekanisme yang tidak menentu atau yang terkenal, untuk menyeragamkan beberapa harta atau seluruh sistem itu sendiri. Di Bumi terdapat orkestra keseimbangan antara sistem homogen dan heterogen, yang dipertimbangkan sedemikian dengan cara penerokaan visual.

Maksudnya, pada mulanya matanya layak jika sistem (sebarang objek atau ruang) bersifat homogen atau tidak. Jika ia adalah cetek, langkah seterusnya adalah untuk bertanya bagaimana komposinya dan bagaimana unsur-unsurnya diatur. Dengan ini, ia boleh disahkan atau tidak (dengan kepastian tertentu) jika sistem itu memperlihatkan homogenitas dalam sifatnya.

Sebagai contoh, dalam imej di atas, anda mempunyai imej cawan kopi, pinggan dan bungkus gula dengan wajah gembira. Sekiranya anda menganggap ketiga-tiga unsur ini untuk kajian, maka sistem itu akan menjadi heterogen, tetapi jika anda hanya mempelajari kopi hitam di dalam cawan, anda akan bercakap dalam kes ini sistem homogen.

Mengapa? Kerana, pada pandangan pertama, kopi hitam kelihatan permukaan seragam dan anda mungkin berfikir bahawa ia juga ada di dalamnya. Jika gula ditambah tanpa kacau, ia akan menetap di bahagian bawah cawan dan, sistem homogen awal, akan menjadi heterogen.

Walau bagaimanapun, jika kopi diaduk sehingga gula dibubarkan sepenuhnya, homogenitasnya akan kembali, walaupun dengan sifat organoleptik yang baru kini lebih manis daripada sebelumnya. Untuk menjadi homogen, setiap tetes kopi yang diekstrak dari mana-mana sudut cawan mesti tahu sama persis.

Sebaliknya, anda boleh membandingkan cawan kopi hitam dengan salah satu permukaan menggelegak. Yang kedua akan menjadi kurang homogen daripada yang pertama, kerana ia tidak mempunyai pengedaran seragam gelembungnya. Tetapi, jika kedua-dua kopi mempunyai rasa yang sama, dan mereka kekurangan kristal gula (pembolehubah yang lebih penting), maka kedua-duanya sama-sama homogen.

Kopi dengan krim disebat, atau dengan lukisan artistik di permukaannya, boleh diambil oleh sistem heterogen (walaupun campuran itu homogen sehubungan dengan kopi).

Indeks

• 1 Ciri-ciri sistem homogen
  • 1.1 Catur dan subjektiviti
• 2 Klasifikasi
  • 2.1 Penyelesaian
  • 2.2 Bahan tulen
  • 2.3 Reaksi homogen
• 3 Kaedah fraksionasi
  • 3.1 Penyejatan
  • 3.2 Penyulingan
  • 3.3 Pencairan
• 4 Contoh
  • 4.1 Kehidupan harian
  • 4.2 Bahan kimia
• 5 Rujukan

Ciri-ciri sistem homogen

Ciri-ciri apa yang harus mempunyai sistem homogen?? 

-Mesti mempunyai satu fasa bahan (cecair, pepejal atau gas).

-Apabila ia datang kepada campuran, komponennya mesti dapat membentuk fasa seragam tunggal. Ini adalah kes kopi dan gula. Sekiranya ada kristal gula di bahagian bawah cawan atau cawan tanpa membubarkan, ia merupakan fasa kedua.

-Ciri-ciri intensif mereka (ketumpatan, kelikatan, isipadu molar, titik didih, dan sebagainya) mestilah sama di semua titik di dalam sistem. Ini juga terpakai kepada sifat organoleptik (rasa, warna, bau, dan sebagainya). Oleh itu, meringue rasa tunggal adalah sistem homogen selagi ia tidak mempunyai unsur lain (seperti buah-buahan cincang).

-Komponen campuran mereka diarahkan dalam ruang dengan cara yang homogen dan simetri.

Catur dan subjek

Ciri terakhir boleh mencetuskan kekeliruan dan sudut pandang.

Papan catur (tanpa kepingan), sebagai contoh, mewakili satu titik di mana pendapat yang berbeza timbul. Adakah ia homogen atau heterogen? Dan jika kotak hitam dan putih bergantian dalam baris (satu putih, satu hitam, dan sebagainya), apakah tindak balas dalam senario itu??

Kerana dataran berbeza dari satu sama lain dengan warna, ini adalah pembolehubah utama. Terdapat perbezaan yang ketara antara putih dan hitam, yang bergantian di seluruh papan.

Setiap warna mewakili suatu komponen, dan campurannya adalah homogen jika pelupusan fizikalnya berorientasikan sedemikian rupa untuk meminimumkan perbezaan sifatnya. Oleh itu, warna perlu disusun dengan cara yang paling seragam dan simetri.

Dari penalaran ini, papan catur adalah homogen, kerana walaupun menjadi heterogen sehubungan dengan warna, perbezaannya bergantian dengan seragam. Walaupun dengan warna-warna yang dipaparkan dalam baris, "fasa hitam dan putih" jelas, yang akan bersamaan dengan mempunyai dua fasa dan memasukkan definisi sistem heterogen.

Pengkelasan

Sistem homogen boleh mempunyai banyak klasifikasi, yang bergantung kepada cabang pengetahuan mereka. Dalam kimia, ia tidak mencukupi untuk mengamati sistem, tetapi untuk mencari zarah yang membuatnya dan apa yang mereka lakukan di dalamnya.

Penyelesaian

Penyelesaian tidak jenuh adalah campuran atau sistem homogen yang hadir bukan sahaja dalam kimia tetapi dalam kehidupan seharian. Laut dan lautan adalah raksasa air garam tak tepu. Molekul pelarut, biasanya dalam fasa cair, mengelilingi molekul-molekul terlarut dan menghalangnya daripada ditambah untuk membentuk padat atau gelembung.

Hampir semua penyelesaian jatuh ke dalam klasifikasi ini. Aliran alkohol, asid, asas, campuran pelarut organik, penyelesaian penunjuk atau reagen logam peralihan; semua yang terdapat dalam belon volumetrik atau bekas kaca atau plastik, dikelaskan sebagai sistem homogen.

Memandangkan pembentukan tahap fasa kedua yang lebih rendah dalam salah satu penyelesaian ini, sistem tidak lagi homogen.

Bahan-bahan tulen

Di atas, frasa "alkohol tidak suci" telah ditulis, yang bermaksud bahawa mereka biasanya bercampur dengan air. Walau bagaimanapun, alkohol tulen, serta sebatian cair lain, adalah sistem homogen. Ini terpakai bukan sahaja kepada cecair, tetapi juga kepada pepejal dan gas.

Mengapa? Kerana apabila anda hanya mempunyai satu jenis zarah dalam satu sistem, anda bercakap mengenai homogen tinggi. Semua adalah sama, dan satu-satunya variasi adalah cara mereka bergetar atau bergerak; tetapi, berhubung dengan sifat fizikal atau kimianya, tidak ada perbezaan di mana-mana bahagian sistem.

Ini bermakna bahawa kubus besi murni adalah sistem homogen kerana ia hanya mempunyai atom besi. Sekiranya serpihan mana-mana simpulnya dihapuskan, dan sifatnya ditentukan, hasil yang sama akan diperolehi; iaitu, homogeniti sifatnya dipenuhi.

Sekiranya tidak suci, sifatnya akan berayun dalam pelbagai nilai. Ini adalah kesan kekotoran pada besi, dan pada bahan atau kompaun lain.

Jika sebaliknya, kiub besi mempunyai bahagian teroksidasi (merah) dan bahagian logam (kelabu), maka ia adalah sistem heterogen.

Reaksi homogen

Reaksi homogen mungkin sistem kimia homogen yang paling penting. Di dalamnya semua reagen berada dalam fasa yang sama, terutamanya cecair atau gas. Mereka dicirikan oleh hubungan yang lebih besar dan perlanggaran molekul antara reaktan.

Oleh kerana hanya terdapat satu fasa, zarah bergerak dengan kebebasan dan kelajuan yang lebih besar. Di satu pihak ini manfaat yang besar; tetapi pada yang lain, produk yang tidak diingini dapat dibentuk atau beberapa reagen bergerak begitu cepat sehingga mereka tidak bertabrakan dengan cekap.

Reaksi gas panas dengan oksigen menyebabkan api adalah contoh lambang reaksi jenis ini.

Sebarang sistem lain yang melibatkan reagen dengan fasa yang berbeza, seperti yang berlaku dengan pengoksidaan logam, dianggap reaksi heterogen.

Kaedah fraksionasi

Pada dasarnya, berdasarkan keseragamannya, tidak mungkin untuk memisahkan komponen sistem homogen melalui kaedah mekanikal; lebih kurang jika ia adalah bahan atau kompaun tulen, dari penguraiannya atom-atomnya diperolehi.

Sebagai contoh, adalah lebih mudah (atau lebih cepat) untuk memisahkan komponen pizza (sistem heterogen), berbanding dengan kopi (sistem homogen). Pada mulanya, sudah cukup untuk menggunakan tangan untuk mengeluarkan bahan-bahan; manakala dengan yang kedua, ia akan mengambil lebih daripada tangan untuk memisahkan kopi dari air.

Kaedah berbeza mengikut kerumitan sistem dan fasa pentingnya.

Penyejatan

Penyejatan terdiri daripada pemanasan penyelesaian sehingga pelarut menyejukkan sepenuhnya, meninggalkan larutan diselesaikan. Oleh itu, kaedah ini digunakan untuk sistem pepejal-pepejal homogen.

Contohnya, apabila melarutkan pigmen dalam bekas air, pada mulanya sistem adalah heterogen, kerana kristal pigmen belum lagi tersebar di seluruh isi padu. Selepas beberapa ketika, semua air menjadi warna yang sama, yang menunjukkan homogenisasi.

Untuk memulihkan pigmen tambahan, jumlah keseluruhan air mesti dipanaskan sehingga ia menguap. Oleh itu, molekul H₂Atau mereka meningkatkan tenaga kinetik purata mereka kepada tenaga yang dibekalkan oleh haba. Ini menyebabkan melepaskan diri ke fasa gas, meninggalkan di bahagian bawah (dan di dinding bekas) kristal pigmen.

Begitu juga dengan air laut, dari mana garamnya dapat diekstrak sebagai batu putih apabila dipanaskan.

Sebaliknya, penyejatan juga digunakan untuk menghapuskan larutan mudah alih sebagai molekul gas (O.₂, CO₂, N₂, dll.). Apabila penyelesaian dipanaskan, gas mula berkumpul untuk membentuk gelembung, yang tekanannya, jika ia melampaui luaran, akan meningkat untuk melepaskan cecair.

Rotaevaporation

Kaedah ini membolehkan pemulihan pelarut organik melalui penggunaan vakum. Ia sangat berguna, terutamanya ketika mengekstrak minyak atau lemak dari bahan organik.

Dengan cara ini, pelarut boleh digunakan semula untuk pengekstrakan masa depan. Eksperimen-eksperimen ini sangat biasa dalam kajian minyak semulajadi yang diperolehi dari bahan organik (biji, biji, bunga, cangkang buah, dan sebagainya).

Penyulingan

Penyulingan ini membolehkan untuk memisahkan komponen sistem homogen cecair-cecair. Ia berdasarkan perbezaan titik didih setiap komponen (ΔT_eb); Semakin besar perbezaannya, semakin mudah untuk memisahkannya.

Ia memerlukan ruang penyejukan yang mempromosikan pemeluwapan cecair yang paling mudah berubah, yang kemudian akan mengalir ke dalam belon koleksi. Jenis penyulingan bergantung kepada nilai-nilai ΔT_eb dan bahan yang terlibat.

Kaedah ini sangat digunakan apabila memurnikan campuran homogen; contohnya, memulihkan produk gas dari tindak balas homogen. Walau bagaimanapun, ia juga mempunyai aplikasi untuk campuran heterogen, seperti yang berlaku dalam proses penapisan minyak mentah untuk mendapatkan bahan api fosil dan produk lain.

Cecair

Dan bagaimana dengan sistem gas homogen? Mereka terdiri daripada lebih daripada satu jenis molekul atau atom-atom gas, yang berbeza dalam struktur, massa, dan atom molekul mereka.

Oleh itu, mereka mempunyai sifat fizikal mereka sendiri dan berkelakuan berbeza dalam menghadapi peningkatan tekanan dan penurunan suhu.

Apabila kedua-dua T dan P berbeza-beza, beberapa gas cenderung berinteraksi dengan lebih kuat daripada yang lain; dengan kekuatan yang cukup untuk mengembun dalam fasa cecair. Jika, sebaliknya, seluruh sistem mengalir, maka penyulingan komponen kondensat diambil.

Sekiranya A dan B adalah gas, oleh cecair yang dipekatkan dalam campuran homogen, yang kemudiannya tertakluk kepada penyulingan. Dengan cara ini, tulen A dan B diperoleh dalam bekas yang berlainan (seperti oksigen dan nitrogen cecair berasingan).

Contohnya

Contoh lain dari sistem homogen disenaraikan di bawah.

Kehidupan harian

-Ubat gigi putih.

-Cuka, serta alkohol dan cecair cecair komersial.

-Plasma darah.

-Udara Awan juga boleh dianggap sistem homogen, walaupun ia benar-benar mengandungi titisan air mikro.

-Minuman beralkohol tanpa ais.

-Perfume.

-Gelatin, susu dan madu. Walau bagaimanapun, secara mikroskopinya adalah sistem heterogen, walaupun menunjukkan satu fasa ke mata kasar.

-Mana-mana objek padat dengan ciri-ciri yang kelihatan seragam, seperti warna, kecerahan, dimensi, dan sebagainya. Sebagai contoh, nuget simetri dan logam, atau blok segi mineral atau garam. Cermin juga jatuh dalam pelbagai objek ini.

Bahan kimia

-Keluli dan aloi logam. Atom logam disusun dalam susunan kristal di mana ikatan logam ikut serta. Sekiranya pengedaran atom adalah seragam, tanpa "lapisan" atom logam X atau Y.

-Semua penyelesaian disediakan di dalam atau di luar makmal.

-Hidrokarbon tulen (butana, propana, sikloheksana, benzena, dan lain-lain).

-Semua sintesis atau pengeluaran di mana reagen atau bahan mentah dalam fasa tunggal.

Pemangkinan homogen

Sesetengah tindak balas dipercepatkan dengan penambahan pemangkin homogen, yang merupakan bahan yang terlibat mengikut mekanisme yang sangat spesifik dalam fasa reaktan yang sama; iaitu, dalam tindak balas yang dijalankan dalam larutan akueus, pemangkin ini mesti larut.

Secara umum, pemangkinan homogen sangat selektif, walaupun tidak begitu aktif dan tidak stabil.

Rujukan

1. The Editors of Encyclopaedia Britannica. (2018). Reaksi homogen. Encyclopædia Britannica. Diperolehi daripada: britannica.com
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24 September 2018). Perbezaan Antara Campuran Heterogen dan Homogen. Diperolehi daripada: thoughtco.com
3. Chemicole (2017). Definisi Homogen. Diperolehi daripada: chemicool.com
4. LoveToKnow. (2018). Contoh Campuran Homogen. Diperolehi daripada: examples.yourdictionary.com
5. Pengetahuan Sains. (s.f.). Kimia: sistem homogen dan heterogen. Pulih daripada: saberdeciencias.com
6. Prof. Lic Naso C. (s.f.). Campuran dan penyelesaian. [PDF] Diperolehi daripada: cam.educaciondigital.net
7. Brazil R. (20 April 2018). Menggabungkan pemangkinan homogen dan heterogen. Diperolehi daripada: chemistryworld.com