Карактеристични хетерогени систем, класификација, методе фракционисања



А хетерогени систем је онај дио универзума који заузимају атоми, молекули или иони, на такав начин да они формирају двије или више препознатљивих фаза. Подразумијева се под "дијелом универзума" до капи, лопте, реактора, стијена; и по фази, до стања или начина агрегације, било да је чврста, течна или гасовита.

Хетерогеност система варира од њене дефиниције из једне области знања у другу. Међутим, овај концепт има много сличности у кухињи и хемији.

На пример, пизза са својом површином препуном састојака, као она на слици изнад, је хетерогени систем. Слично томе, салата, мешавина орашастих плодова и житарица, или пјенушаво пиће, такође се рачунају као хетерогени системи.

Имајте на уму да се његови елементи разликују једноставним видом и могу се раздвојити ручно. Шта је са мајонезом? Или млеко? На први поглед они су хомогени, али микроскопски су хетерогени системи; конкретније, то су емулзије.

У хемији, састојци се састоје од реагенса, честица или испитиване супстанце. Фазе су само физички агрегати ових честица, који пружају све квалитете које карактеризирају фазе. Тако се течна фаза алкохола "понаша" различито од воде, а још више, од течне живе..

У неким системима, фазе су препознатљиве као засићени раствор шећера, са кристалима у позадини. Сваки од њих се може класификовати као хомогени: на врху фаза формирана од воде, а испод, чврста фаза састављена од кристала шећера.

У случају водено-шећерног система, нема говора о реакцији, већ о засићености. У другим системима, присутна је трансформација материје. Једноставан пример је мешање алкалног метала, као што је натријум, и воде; То је експлозивно, али на почетку, комад металног натријума је окружен водом.

Као и код мајонезе, у хемији постоје хетерогени системи који макроскопски пролазе кроз хомогене, али у светлу снажног микроскопа, показују истинску хетерогену фазу..

Индек

  • 1 Карактеристике хетерогеног система
    • 1.1 Степен посматрања
  • 2 Класификација
    • 2.1 Засићени раствори (течност-течност, течност-чврсти, течни-гас)
    • 2.2 Раствори са преципитираним солима
    • 2.3 Фазни прелази
    • 2.4 Чврсте материје и гасови
  • 3 Методе фракционисања
    • 3.1 Филтрација
    • 3.2 Декантација
    • 3.3 Сцреенинг
    • 3.4
    • 3.5 Центрифугирање
    • 3.6 Сублимација
  • 4 Примери
  • 5 Референце

Карактеристике хетерогеног система

Које су карактеристике хетерогеног хемијског система? Опћенито говорећи, могу се навести како слиједи:

-Састоје се од две или више фаза; Другим речима, то није једнообразно.

-Може се састојати, у принципу, од било којег од следећих парова фаза: чврста-чврста, чврста-течна, чврста-гас, течност-течност, течни-гас; и поред тога, сва три могу бити присутна у истом систему чврсто-течно-гасни.

-Његове компоненте и фазе се разликују, у првом реду, на први поглед. Дакле, довољно је посматрати систем да извлачи закључке из његових карактеристика; као што су боја, вискозност, величина и облик кристала, мирис, итд..

-Обично укључује термодинамичку равнотежу, или висок или низак афинитет између честица унутар фазе или између две различите фазе.

-Физичко-хемијска својства варирају у зависности од региона или правца система. Према томе, вредности за, на пример, тачку топљења, могу осциловати од једне области хетерогене чврсте до друге. Такође, (најчешћи случај) боје или тонови се мењају у чврстом стању (течност или гас) како се пореде.

-То су смеше супстанци; то јест, не односи се на чисте супстанце.

Степен посматрања

Било који хомогени систем може се сматрати хетерогеним ако се скале или степени посматрања модификују. На пример, бокал пун чисте воде је хомогени систем, али како се посматрају његови молекули, постоје милиони њих са сопственим брзинама..

Са молекуларне тачке гледишта, систем је и даље хомоген јер је то само Х молекула.2О. Али, даље смањујући обим посматрања на атомски ниво, вода постаје хетерогена, јер се не састоји од једног типа атома, већ од водоника и кисеоника..

Дакле, карактеристике хетерогених хемијских система зависе од степена посматрања. Ако узмете у обзир микроскопску скалу, можете наћи вишеструке системе.

Чврста А, очигледно хомогена и сребрно обојена, може се састојати од више слојева различитих метала (АБЦДАБ ...) и стога бити хетерогена. Стога је А хомогена макроскопски, али хетерогена на микро (или нано) нивоима.

Такође, исти атоми су хетерогени системи, јер су направљени од вакуума, електрона, протона, неутрона и других субатомских честица (као што су кваркови)..

Класификација

Узимајући у обзир степен макроскопског опажања, који дефинише видљиве карактеристике или мерљиво својство, хемијски хетерогени системи могу се класификовати на следеће начине:

Засићене отопине ​​(текуће-текуће, текуће-круто, текуће-плинско)

Засићени раствори су врста хетерогеног хемијског система у којем раствор не може да се раствори и формира фазу која је одвојена од фазе растварача. Пример воде и кристала шећера спада у ову класификацију.

Молекули растварача достижу тачку где не могу да домаћину или растварају раствор. Затим, додатна растворна супстанца, било да је чврста или гасовита, брзо ће се груписати да формира чврсту или мехурићима; то јест, систем течности или гаса или гасовита течност.

Раствор може такође бити течност која се може мешати са растварачем до одређене концентрације; у супротном би се мешали у свим концентрацијама и не би формирали засићени раствор. Под мешавином се подразумева да смеша две течности формира једну јединствену фазу.

Ако се, с друге стране, течна раствор не може мешати са растварачем, као што је случај са мешавином уља и воде, раствор је засићен при најнижој додатој количини. Као резултат, формирају се двије фазе: једна водена и друга масна.

Раствори са преципитираним солима

Неке соли успостављају равнотежу растворљивости, јер су интеракције између њихових јона веома јаке и прегрупирају се у кристалима које вода не може дисоциирати.

Овај тип хетерогеног система се такође састоји од течне и чврсте фазе; али, за разлику од засићених раствора, раствор је сол која не захтева велике количине преципитата.

На пример, када се мешају два водена раствора незасићених соли, један од НаЦл и други од АгНО3, таложи се нерастворна со АгЦл. Сребрни хлорид успоставља равнотежу растворљивости у растварачу, посматрајући беличасту чврсту супстанцу у воденој посуди.

Дакле, карактеристике ових раствора зависе од типа насталог талога. Генерално, хромне соли су веома шарене, као и манган, гвожђе или неки метални комплекс. Овај преципитат може бити кристална, аморфна или желатинозна чврста супстанца.

Фазни прелази

Блок леда може да формира хомогени систем, али када се отопи, формира додатну фазу текуће воде. Стога су и фазни прелази неке супстанце хетерогени системи.

Поред тога, неки молекули могу да излазе из површине леда у парну фазу. То је зато што не само текућа вода представља притисак паре, већ и лед, иако у мањој мери.

Хетерогени системи фазних прелаза односе се на сваку супстанцу (чисту или нечисту). Тако, све чврсте материје које се растапају, или течност која испарава, припадају овом типу система.

Чврсте материје и гасови

Врло честа класа хетерогених система у хемији су чврсте материје или гасови са неколико компоненти. На пример, пизза на слици спада у ову класификацију. А ако би умјесто сира, паприке, инћуна, шунке, лука, итд., Садржавали сумпор, угаљ, фосфор и бакар, онда би то имало још једну хетерогену чврсту супстанцу..

Сумпор се истиче због своје жуте боје; угаљ као црну чврсту супстанцу; фосфор је црвен; и сјајни и метални бакар. Сви су чврсти, дакле систем се састоји од фазе, али са неколико компоненти. У свакодневном животу, примјери овог типа система су непроцјењиви.

Такође, гасови могу да формирају хетерогене мешавине, нарочито ако имају различите боје или густине. Они могу повући врло мале честице, као што се дешава са честицама воде унутар облака. Како расту, они упијају видљиву светлост и као резултат тога облаци постају сивкасти.

Пример хетерогеног система чврстог гаса је дим који се састоји од веома малих честица угљеника. Због тога је дим непотпуног сагоревања црнкаст.

Методе фракционисања

Фазе или компоненте хетерогеног система могу се раздвојити користећи предности физичких или хемијских својстава. На овај начин, оригинални систем је фракционисан док се не задрже само хомогене фазе. Неке од најчешћих метода су оне које слиједе.

Филтрација

Филтрација се користи за раздвајање чврсте материје или талога из течности. Дакле, две фазе успевају да се одвоје, иако са одређеним нивоом нечистоће. Из тог разлога, чврста супстанца се генерално подвргне испирању и затим осуши у рерни. Овај поступак се може обавити применом вакуума или једноставно гравитацијом.

Декантација

Овај поступак је такође користан за одвајање чврсте супстанце од течности. Мало се разликује од претходног, јер чврста маса има чврсту конзистенцију и потпуно се таложи на дну посуде. Да бисте то урадили, једноставно нагните уста контејнера под одговарајућим углом тако да течност истиче из ње.

Исто тако, декантирање омогућава раздвајање две течности, односно система течности и течности. У овом случају користимо лијевак за одвајање.

Бифазна мешавина (две немешљиве течности) се преноси у левак, а течност са нижом густином ће бити лоцирана на врху; док је већа густина, у доњем делу, у контакту са излазним отвором.

Горња слика представља левак за одвајање или декантирање. Овај стаклени материјал се такође користи за извођење течно-течних екстракција; то јест, екстраховати раствор из почетне течности додавањем друге течности у којој је још растворљивија.

Сцреенинг

Скрининг се користи за одвајање чврстих компоненти различитих величина. Врло често се у кухињи налази сито или сито за чишћење зрна, прочишћавање пшеничног брашна или уклањање чврстих остатака густих сокова. У хемији, може се користити за одвајање малих кристала од других већег обима.

Имагинг

Овај метод се користи за системе са чврстим чврстим материјалима где један или више компоненти привлачи магнет. Тако се почетна хетерогена фаза прочишћава док магнет уклања феромагнетске елементе. На пример, магнетизација се користи за одвајање беле плоче од смећа.

Центрифугација

Центрифугирање одваја суспендовану чврсту супстанцу од течности. Не може се филтрирати јер честице пливају једнакомјерно и заузимају сав волумен течности. Да би се раздвојиле обе фазе, количина хетерогене смеше се подвргава центрифугалној сили, која седиментира чврсту супстанцу на дну епрувете за центрифугирање..

Сублимација

Метод сублимационе сепарације примењује се само за испарљиве чврсте материје; то јест, за оне са високим притиском паре на ниским температурама.

Након загревања хетерогене смеше, испарљива чврста супстанца излази у гасну фазу. Пример његове примене је пречишћавање узорка контаминираног јодом или амонијум хлоридом.

Примери

До сада је поменуто неколико примјера хетерогених кемијских система. Да би их допунили, додатни и други ван хемијског контекста су наведени у наставку:

-Гранит, камење ријеке, планине или било која стијена са жилама бројних боја.

-Минерали се такође рачунају као хетерогени системи, јер су формирани од неколико типова чврстих структура састављених од јона. Његове особине су производ интеракције између јона кристалне структуре и нечистоћа.

-Безалкохолна пића. У њима постоји равнотежа течности и гаса, која када се спољни притисак смањи, растворљивост раствореног гаса се смањује; из тог разлога, уочавају се многи мехурићи (гасна раствор) који се подижу на површину течности када се открију.

-Било који реакциони медијум који укључује реагенсе у различитим фазама и који такође захтевају магнетну мешалицу да гарантује већу брзину реакције.

-Хетерогени катализатори. Ове чврсте материје обезбеђују места на њиховој површини или порама где се контакт између реагенса убрзава, и они не интервенишу или пролазе кроз неповратну трансформацију у реакцији.

-Фрисада зид, мозаички зид или архитектонски дизајн зграде.

-Вишеслојни желеи од многих укуса.

-Рубикова коцка.

Референце

  1. Равнотежа у хетерогеним системима. Преузето са: сциенце.уватерлоо.ца
  2. Фернандез Г. (7. новембар 2010). Хомогени и хетерогени системи. Опорављено од: куимицафисица.цом
  3. Јилл. (7. јун 2006). Хомогени и хетерогени системи. Преузето са: цхемистрифорстудентс.блогспот.цом
  4. ЛовеТоКнов. (2018). Примери хетерогене смеше. Преузето са: екамплес.иоурдицтионари.цом
  5. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија У елементима групе 15. (четврто издање). Мц Грав Хилл.
  6. Википедиа. (2018). Хомогеност и хетерогеност. Преузето са: ен.википедиа.орг
  7. Ф. Холлеман, Егон Виберг, Нилс Виберг. (2001). Неорганска хемија Преузето са: боокс.гоогле.цом