Raksturīga viendabīga sistēma, klasifikācija, frakcionēšanas metodes

A viendabīga sistēma tā ir tā Visuma daļa, kas sastāv no viena materiāla fāzes. Tas var būt pilnīgi vienota fāze vai sastāv no sakārtota un simetriska elementu maisījuma, kas homogēnu ķīmisko sistēmu gadījumā ir daļiņas (molekulas, atomi, joni uc)..

Daba ar nenoteiktiem vai labi zināmiem mehānismiem mēdz homogenizēt kādu īpašumu vai visu sistēmu. Zemē ir līdzsvara orķestris starp viendabīgām un neviendabīgām sistēmām, ko uzskata par tādām, izmantojot vizuālus pētījumus.

Tas ir, pirmkārt, acis kvalificējas, ja sistēma (jebkurš objekts vai telpa) ir viendabīga vai ne. Ja tas ir virspusējs, nākamais solis ir jautāt, kā tā sastāvs un tā elementi ir sakārtoti. Paturot to prātā, to var apstiprināt vai ne (ar zināmu noteiktību), ja sistēmai ir viendabīgums tās īpašumos.

Piemēram, attēlā ir attēlots kafijas tasis, šķīvis un cukura apvalks ar laimīgu seju. Ja jūs uzskatāt šos trīs elementus pētījumam, tad sistēma būtu neviendabīga, bet, ja jūs pētīsiet tikai melno kafiju kausa iekšpusē, šajā gadījumā jūs runājat par viendabīgu sistēmu..

Kāpēc? Jo no pirmā acu uzmetiena melnā kafija izskatās vienota virsma, un jūs varētu domāt, ka tā ir arī iekšā. Ja cukurs tiktu pievienots bez maisījuma, tas nokristu tases apakšā un sākotnējā viendabīgā sistēma kļūtu neviendabīga.

Tomēr, ja kafiju sajauca līdz cukura pilnīgai izšķīdināšanai, tās viendabīgums atgriezīsies, lai gan ar jauno organoleptisko īpašību tā tagad ir saldāka nekā iepriekš. Lai būtu viendabīgs, katram kafijas pilienam, kas iegūts no jebkura kausa stūra, ir precīzi jāzina tas pats.

No otras puses, jūs varat salīdzināt melnās kafijas tasi ar burbuļojošas virsmas. Otrais būtu mazāk homogēns nekā pirmais, jo tam nav vienota burbuļu sadalījuma. Bet, ja abām kafijām ir vienāda garša, un tām trūkst cukura kristālu (svarīgākie mainīgie), tad abi ir vienādi viendabīgi.

Kafiju ar putukrējumu vai ar mākslinieciskiem zīmējumiem uz to virsmas var ņemt neviendabīgas sistēmas (lai gan maisījums attiecībā uz kafiju ir viendabīgs).

Indekss

• 1 Viendabīgas sistēmas raksturojums
  • 1.1 Šahs un subjekts
• 2 Klasifikācija
  • 2.1 Risinājumi
  • 2.2 Tīras vielas
  • 2.3. Viendabīgas reakcijas
• 3 Frakcionēšanas metodes
  • 3.1 Iztvaikošana
  • 3.2. Destilācija
  • 3.3. Sašķidrināšana
• 4 Piemēri
  • 4.1 Ikdienas dzīve
  • 4.2 Ķimikālijas
• 5 Atsauces

Homogēnas sistēmas raksturojums

Kādām īpašībām vajadzētu būt viendabīgai sistēmai?? 

-Jābūt vienai materiāla fāzei (šķidrums, ciets vai gāze).

-Ja runa ir par maisījumu, tā sastāvdaļām jāspēj veidot vienotu vienotu fāzi. Tas attiecas uz kafiju un cukuru. Ja kafijas vai tases apakšā ir izšķīduši cukura kristāli, tie veido otro fāzi.

-To intensīvajām īpašībām (blīvumam, viskozitātei, molārā tilpuma, viršanas temperatūrai utt.) Jābūt vienādām visos sistēmas punktos. Tas attiecas arī uz organoleptiskajām īpašībām (garšu, krāsu, smaržu utt.). Tādējādi viena garša meringe ir viendabīga sistēma, ja vien tai nav cita elementa (piemēram, sasmalcinātu augļu)..

-To maisījumu sastāvdaļas tiek pasūtītas telpā viendabīgā un simetriskā veidā.

Šahs un subjekts

Pēdējā īpašība var izraisīt neskaidrības un viedokļus.

Piemēram, šahs (bez gabaliem) ir punkts, kur par to rodas dažādi viedokļi. Vai tas ir viendabīgs vai neviendabīgs? Un, ja melnbaltais kvadrāts mainās rindās (viens balts, viens melns utt.), Kāda būtu reakcija šajā scenārijā??

Tā kā kvadrātu krāsa atšķiras, tas ir galvenais mainīgais. Pastāv ievērojama atšķirība starp balto un melno, kas mainās visā galdā.

Katra krāsa ir sastāvdaļa, un maisījums ir viendabīgs, ja tā fizikālais izvietojums ir orientēts tā, lai samazinātu tās īpašību atšķirības. Tāpēc krāsas ir jāveido pēc iespējas vienveidīgākā un simetriskā veidā.

No šī pamatojuma šaha dēlis ir viendabīgs, jo, neskatoties uz to, ka tās krāsas ir neviendabīgas, tās atšķirība vienmērīgi mainās. Kaut ar krāsām, kas parādītas rindās, ir redzamas "melnās un baltās fāzes", kas būtu līdzvērtīgas divām fāzēm un heterogēnas sistēmas definīcijas ievadīšanai..

Klasifikācija

Homogēnām sistēmām var būt daudz klasifikāciju, kas ir atkarīgas no to zināšanu nozares, kas tām pieder. Ķīmijā nepietiek, lai virspusēji ievērotu sistēmu, bet lai noskaidrotu, kuras daļiņas to veido un ko tās dara tajā.

Risinājumi

Nepiesātinātie šķīdumi ir maisījumi vai viendabīgas sistēmas, kas ir ne tikai ķīmijā, bet arī ikdienas dzīvē. Jūra un okeāni ir milzīga sāls nepiesātināta ūdens masa. Šķīdinātāju molekulas, parasti šķidrā fāzē, ieskaita šķīstošās molekulas un neļauj tām pievienot cietu vai burbuli..

Gandrīz visi risinājumi ietilpst šajā klasifikācijā. Neapstrādāti spirti, skābes, bāzes, organisko šķīdinātāju, indikatoru šķīdumu vai pārejas metālu reaģentu maisījums; visi satur tilpuma balonus vai stikla vai plastmasas konteinerus, kas klasificēti kā viendabīgas sistēmas.

Ņemot vērā, ka vienā no šiem risinājumiem veidojas otrā fāze, sistēma vairs nav viendabīga.

Tīras vielas

Virsrakstā tika uzrakstīts frāze "piesārņoti spirti", kas nozīmē, ka parasti tos sajauc ar ūdeni. Tomēr tīri spirti, kā arī citi šķidrie savienojumi ir viendabīgas sistēmas. Tas attiecas ne tikai uz šķidrumiem, bet arī uz cietām vielām un gāzēm.

Kāpēc? Jo, ja sistēmā ir tikai viena veida daļiņas, jūs runājat par augstu viendabīgumu. Visi ir vienādi, un vienīgā variācija ir tā, kā viņi vibrē vai pārvietojas; bet attiecībā uz tās fizikālajām vai ķīmiskajām īpašībām nevienā sistēmas daļā nav nekādas atšķirības.

Tas nozīmē, ka tīra dzelzs kubs ir viendabīga sistēma, jo tajā ir tikai dzelzs atomi. Ja kāds no tā virsotnes fragmentiem būtu jānoņem un tās īpašības tiktu noteiktas, iegūtie rezultāti būtu vienādi; tas ir, tā īpašību viendabīgums ir izpildīts.

Ja tā ir netīra, tās īpašības svārstās vērtību diapazonā. Tas ir piemaisījumu ietekme uz dzelzi un uz jebkuru citu vielu vai savienojumu.

No otras puses, ja dzelzs kubs ir oksidēts (sarkans) un metāla daļas (pelēcīgi), tad tā ir neviendabīga sistēma.

Homogēnas reakcijas

Homogēnās reakcijas varbūt ir svarīgākās viendabīgās ķīmiskās sistēmas. Tajos visi reaģenti atrodas vienā fāzē, īpaši šķidrumā vai gāzē. Tos raksturo lielāka saskares un molekulārā sadursme starp reaģentiem.

Tā kā ir tikai viena fāze, daļiņas pārvietojas ar lielāku brīvību un ātrumu. No vienas puses, tas ir liels ieguvums; bet, no otras puses, var veidoties nevēlami produkti vai daži reaģenti pārvietojas tik ātri, ka tie nesaskaras efektīvi.

Karstu gāzu reakcija ar skābekli, lai izraisītu ugunsgrēku, ir šāda veida reakciju simbolisks piemērs.

Jebkura cita sistēma, kas ietver reaģentus ar dažādām fāzēm, kā tas notiek ar metālu oksidēšanu, tiek uzskatīta par neviendabīgu reakciju.

Frakcijas metodes

Principā, ņemot vērā tās viendabīgumu, homogēnu sistēmu sastāvdaļas nav iespējams atdalīt ar mehāniskām metodēm; daudz mazāk, ja tā ir tīra viela vai savienojums, no kura frakcionēšanas iegūst tā elementa atomus.

Piemēram, ir vieglāk (vai ātrāk) atdalīt picas sastāvdaļas (neviendabīgu sistēmu) nekā kafijas (homogēnās sistēmas) sastāvdaļas. Pirmajā ir pietiekami izmantot rokas, lai noņemtu sastāvdaļas; kamēr ar otro, kafiju no ūdens atdalīs vairāk nekā rokas.

Metodes atšķiras atkarībā no sistēmas sarežģītības un tā materiālās fāzes.

Iztvaikošana

Iztvaikošana sastāv no šķīduma karsēšanas, līdz šķīdinātājs pilnībā iztvaiko, atstājot izšķīdušo šķīdumu. Tāpēc šī metode tiek izmantota viendabīgām šķidrumu-cietām sistēmām.

Piemēram, izšķīdinot pigmentu ūdens tvertnē, sistēma vispirms ir neviendabīga, jo pigmenta kristāli vēl nav izkliedēti visā tilpumā. Pēc kāda laika viss ūdens kļūst par tādu pašu krāsu, kas liecina par homogenizāciju.

Lai atgūtu pievienoto pigmentu, viss ūdens daudzums ir jākarsē, līdz tas iztvaiko. Tādējādi H molekulas₂Vai arī tie palielina vidējo kinētisko enerģiju, pateicoties siltuma piegādātajai enerģijai. Tas noved pie aizbēgšanas uz gāzes fāzi, atstājot pigmenta kristālus apakšā (un konteinera sienās).

Tas pats notiek ar jūras ūdeni, no kura tās sāļus var iegūt kā baltus akmeņus, kad tos silda.

No otras puses, iztvaicēšana tiek izmantota arī, lai likvidētu gaistošās vielas kā gāzveida molekulas (O₂, CO₂, N₂, utt.). Kad šķīdums tiek uzsildīts, gāzes sāk sakopt, veidojot burbuļus, kuru spiediens, ja tas pārsniedz ārējo, palielināsies, lai izvairītos no šķidruma..

Rotaurācija

Šī metode ļauj iegūt organiskos šķīdinātājus, izmantojot vakuumu. Tas ir ļoti noderīgi, īpaši, ekstrahējot eļļas vai taukus no organiskām vielām.

Šādā veidā šķīdinātāju var atkārtoti izmantot turpmākajām ekstrakcijām. Šie eksperimenti ir ļoti bieži, pētot dabiskas eļļas, kas iegūtas no jebkuras organiskas vielas (pelēks, sēklas, ziedi, augļu čaumalas utt.)..

Destilācija

Destilācija ļauj atdalīt šķidruma un šķidruma homogēnās sistēmas sastāvdaļas. Tā pamatā ir katras sastāvdaļas viršanas punktu atšķirība (ΔT_eb); Jo lielāka atšķirība, jo vieglāk būs tos atdalīt.

Tas prasa dzesēšanas kolonnu, kas veicina gaistošākā šķidruma kondensāciju, kas pēc tam ieplūst kolekcijā. Destilācijas veids mainās atkarībā no ΔT vērtības_eb vielām.

Šī metode ir ļoti plaša, lai attīrītu viendabīgus maisījumus; piemēram, atgūstot gāzveida produktu no viendabīgas reakcijas. Tomēr tas attiecas arī uz heterogēniem maisījumiem, kā tas ir jēlnaftas rafinēšanas procesā, lai iegūtu fosilo kurināmo un citus produktus..

Sašķidrināšana

Un kā ar homogēnām gāzveida sistēmām? Tie sastāv no vairāk nekā viena veida molekulām vai gāzveida atomiem, kas atšķiras molekulārajās struktūrās, masās un atomu rādiusos..

Tāpēc viņiem ir savas fiziskās īpašības un tie darbojas atšķirīgi, ņemot vērā spiediena pieaugumu un temperatūras kritumu.

Ja gan T, gan P mainās, dažas gāzes parasti mijiedarbojas vairāk nekā citas; ar pietiekamu spēku, lai kondensētos šķidrā fāzē. Ja, no otras puses, visa sistēma kondensējas, tad tiek izmantota kondensāta sastāvdaļu destilācija.

Ja A un B ir gāzes, tās sašķidrina, tās kondensējas homogēnā maisījumā, kas pēc tam tiek destilēts. Tādā veidā tīras A un B iegūst dažādos traukos (piemēram, atsevišķā šķidrā skābekļa un slāpekļa veidā)..

Piemēri

Citi papildu homogēnu sistēmu piemēri ir uzskaitīti zemāk.

Ikdienas dzīvē

-Baltā zobu pasta.

-Etiķis, kā arī komerciāls spirts un šķidrie mazgāšanas līdzekļi.

-Asins plazma.

-Gaiss Mākoņi var tikt uzskatīti arī par viendabīgām sistēmām, lai gan tie patiešām satur mikro ūdens pilienus.

-Alkoholiskie dzērieni bez ledus.

-Smaržas.

-Želatīns, piens un medus. Tomēr mikroskopiski tās ir neviendabīgas sistēmas, neskatoties uz to, ka uz neapbruņotu aci ir redzama viena fāze.

-Jebkurš ciets objekts ar vienādām redzamām īpašībām, piemēram, krāsu, spilgtumu, izmēriem utt. Piemēram, simetriski un metāliski tīrradņi vai minerālūdens vai sāls šķembas. Spoguļi arī ietilpst šajā objektu diapazonā.

Ķimikālijas

-Tērauds un metāla sakausējumi. Tā metāla atomi ir izvietoti kristāliskā izkārtojumā, kurā piedalās metāla saite. Ja atomu sadalījums ir vienāds, bez metāla X vai Y atomu "slāņiem".

-Visi risinājumi, kas sagatavoti laboratorijā vai ārpus tās.

-Tīri ogļūdeņraži (butāns, propāns, cikloheksāns, benzols utt.).

-Visas sintēzes vai ražojumi, kuros reaģenti vai izejvielas atrodas vienā fāzē.

Homogēna katalīze

Dažas reakcijas tiek paātrinātas, pievienojot viendabīgus katalizatorus, kas ir vielas, kas piedalās saskaņā ar ļoti specifisku mehānismu tajā pašā reaģentu fāzē; tas ir, reakcijās, kas veiktas ūdens šķīdumos, šiem katalizatoriem jābūt šķīstošiem.

Kopumā viendabīga katalīze ir ļoti selektīva, lai gan tā nav ļoti aktīva un stabila.

Atsauces

1. Encyclopaedia Britannica redaktori. (2018). Homogēna reakcija. Encyclopædia Britannica. Saturs iegūts no: britannica.com
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 24. septembris). Starpība starp neviendabīgiem un viendabīgiem maisījumiem. Saturs iegūts no: thinkco.com
3. Chemicole (2017). Homogēna definīcija. Saturs iegūts no: chemicool.com
4. Lasīt vairāk. (2018). Homogēna maisījuma piemēri. Saturs iegūts no. Example.yourdictionary.com
5. Zināšanas par zinātni. (s.f.). Ķīmija: viendabīgas un neviendabīgas sistēmas. Atgūts no: saberdeciencias.com
6. Prof. Licence Naso C. (s.f.). Maisījumi un šķīdumi. [PDF] Saturs iegūts no: cam.educaciondigital.net
7. Brazīlija R. (2018. gada 20. aprīlis). Apvienojot viendabīgu un neviendabīgu katalīzi. Saturs iegūts no: chemistryworld.com