HETEROGENEOUS SYSTEM: MGA KATANGIAN, PAG-UURI AT PAMAMARAAN - CHEMISTRY - 2025

Ang isang heterogenous na sistema ay ang bahagi ng uniberso na sinasakop ng mga atomo, molekula o ion, sa paraang bumubuo sila ng dalawa o higit na nakikilala na mga phase. Sa pamamagitan ng "bahagi ng uniberso" ay nauunawaan na isang patak, isang bola, ang reaktor, mga bato; at sa pamamagitan ng phase, sa isang estado o mode ng pagsasama-sama, solid man, likido o gas.

Ang heterogeneity ng isang sistema ay nag-iiba mula sa kahulugan nito mula sa isang larangan ng kaalaman patungo sa isa pa. Gayunpaman, ang konsepto na ito ay nagbabahagi ng maraming pagkakapareho sa loob ng pagluluto at kimika.

Pinagmulan: Mga pexels

Halimbawa, ang isang pizza na may ibabaw nito na naka-pack na may mga sangkap, tulad ng isa sa imahe sa itaas, ay isang heterogenous system. Katulad nito, ang salad, isang halo ng mga mani at butil, o isang naiinis na inumin ay binibilang din bilang mga heterogenous system.

Tandaan na ang mga elemento nito ay makikita sa unang sulyap at maaaring manu-manong magkahiwalay. Kumusta naman ang mayonesa? O gatas? Sa unang sulyap sila ay homogenous, ngunit microscopically sila ay mga heterogenous system; mas partikular, ang mga ito ay emulsyon.

Sa kimika, ang mga sangkap ay binubuo ng mga reagents, particle, o isang sangkap sa ilalim ng pag-aaral. Ang mga phase ay hindi higit sa mga pisikal na pinagsama-sama ng mga nasabing mga particle, na nagbibigay ng lahat ng mga katangian na nagpapakilala sa mga phase. Sa gayon, ang likidong yugto ng alkohol ay "kumikilos" nang iba mula sa tubig, at kahit na higit pa, mula sa likido na mercury.

Sa ilang mga sistema, ang mga phase ay makikilala bilang isang saturated solution ng asukal, na may mga kristal sa background. Ang bawat isa sa sarili ay maaaring maiuri bilang homogenous: sa itaas ng isang yugto na nabuo ng tubig, at sa ibaba, isang solidong yugto na binubuo ng mga kristal na asukal.

Sa kaso ng sistema ng tubig-asukal, hindi kami nagsasalita ng reaksyon, ngunit ng saturation. Sa ibang mga sistema, ang pagbabagong-anyo ng bagay ay naroroon. Ang isang simpleng halimbawa ay ang halo ng isang alkali metal, tulad ng sodium, at tubig; Ito ay sumasabog, ngunit sa una, ang piraso ng metal na sodium ay napapalibutan ng tubig.

Tulad ng mayonesa, may mga heterogenous system sa loob ng kimika na macroscopically pumasa para sa homogenous, ngunit sa ilalim ng ilaw ng isang malakas na mikroskopyo, ang kanilang tunay na heterogenous na mga phase ay lumiwanag.

Mga katangian ng sistema ng heterogenous

Ano ang mga katangian ng isang heterogenous na sistemang kemikal? Sa pangkalahatang mga term maaari silang nakalista tulad ng sumusunod:

-Sila ay binubuo ng dalawa o higit pang mga phase; sa madaling salita, hindi ito uniporme.

-Maaari itong binubuo, sa pangkalahatan, ng anuman sa mga sumusunod na pares ng mga phase: solid-solid, solid-liquid, solid-gas, likido-likido, likido-gas; Bukod dito, ang lahat ng tatlo ay maaaring naroroon sa parehong solid-liquid-gas system.

-Ang mga sangkap at phase ay nakikilala, sa unang pagkakataon, kasama ang hubad na mata. Samakatuwid, sapat na upang obserbahan ang system upang makagawa ng mga konklusyon mula sa mga katangian nito; tulad ng kulay, lagkit, laki at hugis ng mga kristal, amoy, atbp.

Karaniwan itong nagsasangkot ng isang thermodynamic equilibrium, o isang mataas o mababang pagkakaugnay sa pagitan ng mga partikulo sa loob ng isang yugto o sa pagitan ng dalawang magkakaibang mga phase.

-Ang mga pang-pisika na katangian ay nag-iiba ayon sa rehiyon o direksyon ng system. Kaya, ang mga halaga para sa, halimbawa, ang natutunaw na punto, ay maaaring saklaw mula sa isang rehiyon ng isang heterogenous solid sa iba pa. Gayundin (ang pinaka-karaniwang kaso) ang mga kulay o kulay ay nagbabago sa buong solid (likido o gas) kung ihahambing ito.

-Ang mga ito ay mga mixtures ng mga sangkap; iyon ay, hindi ito nalalapat sa mga purong sangkap.

Degree ng pagmamasid

Ang anumang sistema ng homogenous ay maaaring ituring na heterogenous kung ang mga kaliskis o antas ng pagmamasid ay mabago. Halimbawa, ang isang carafe na puno ng dalisay na tubig ay isang homogenous system, ngunit habang sinusunod ang mga molekula nito, may mga milyon-milyong mga ito na may sariling mga tulin.

Mula sa molekular na punto ng pananaw, ang sistema ay patuloy na nagiging homogenous dahil ito ay H ₂ O na mga molekula Ngunit, sa pamamagitan ng karagdagang pagbabawas ng sukat ng pagmamasid sa mga antas ng atomic, ang tubig ay nagiging heterogenous, dahil hindi ito binubuo ng isang uri ng atom ngunit hydrogen at oxygen.

Samakatuwid, ang mga katangian ng mga heterogenous na mga sistema ng kemikal ay nakasalalay sa antas ng pagmamasid. Kung isinasaalang-alang mo ang mikroskopikong scale, maaari mong makita ang maraming mga system.

Ang isang solidong A, na tila homogenous at pilak na kulay, ay maaaring binubuo ng maraming mga layer ng iba't ibang mga metal (ABCDAB …) at samakatuwid ay maging heterogenous. Samakatuwid, ang A ay macroscopically homogenous, ngunit heterogenous sa mga antas ng micro (o nano).

Gayundin, ang parehong mga atomo ay mga heterogenous system, dahil ang mga ito ay gawa sa vacuum, electron, proton, neutrons, at iba pang mga subatomic na mga particle (tulad ng mga pag-quarks).

Pag-uuri

Isinasaalang-alang pagkatapos ng isang macroscopic degree ng pagmamasid, na tumutukoy sa nakikitang mga katangian o isang nasusukat na pag-aari, ang mga heterogenous na mga sistema ng kemikal ay maaaring maiuri sa mga sumusunod na paraan:

Ang mga tinik na solusyon (likido-likido, likido-solid, likido-gas)

Ang mga tinik na solusyon ay isang uri ng sistemang heterogenous na kung saan ang solusyun ay hindi maaaring magpatuloy na matunaw at bumubuo ng isang hiwalay na bahagi mula sa solvent. Ang halimbawa ng mga kristal ng tubig at asukal ay nahuhulog sa pag-uuri na ito.

Ang mga solvent molekula ay umaabot sa isang punto kung saan hindi nila kayang tanggapin o matunaw ang solitiko. Pagkatapos ang karagdagang solitiko, solid o gas, ay mabilis na muling magbalik upang makabuo ng isang solid o bula; iyon ay, isang sistema ng likido-solid o likido-gas.

Ang solute ay maaari ding maging isang likido, na kung saan ay hindi nagagawa ng solvent hanggang sa isang tiyak na konsentrasyon; kung hindi man sila ay maaaring maging mali sa lahat ng mga konsentrasyon at hindi bubuo ng isang puspos na solusyon. Sa pamamagitan ng hindi nagagawa, nauunawaan na ang halo ng dalawang likido ay bumubuo ng isang solong unipormeng yugto.

Kung, sa kabilang banda, ang likido na solute ay hindi maiiwasan sa solvent, tulad ng kaso sa pinaghalong langis at tubig, ang hindi bababa sa halagang idinagdag ang solusyon ay nagiging saturated. Bilang isang resulta, ang dalawang yugto ay nabuo: ang isang may tubig at ang isa pang madulas.

Ang mga solusyon na may mga pinalamig na asing-gamot

Ang ilang mga asing-gamot ay nagtatag ng isang balanse ng solubility, dahil sa ang katunayan na ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kanilang mga ion ay napakalakas at muling nakakabit sila sa mga kristal na hindi maiiwasan ng tubig.

Ang ganitong uri ng heterogenous system ay binubuo din ng isang likido na yugto at isang solidong yugto; Ngunit, hindi tulad ng mga saturated solution, ang solute ay isang asin na hindi nangangailangan ng malalaking halaga sa pag-unlad.

Halimbawa, ang paghahalo ng dalawang may tubig na mga solusyon ng hindi nabubuong mga asing-gamot, ang isa sa NaCl at ang iba pang mga AgNO ₃ , ay nagwawasak ng hindi matutunaw na asin na AgCl. Nagtatatag ang pilak na klorido ng isang solubility na balanse sa solvent, na may off-white solid na sinusunod sa may tubig na lalagyan.

Kaya, ang mga katangian ng mga solusyon na ito ay nakasalalay sa uri ng nabuo na pag-unlad. Sa pangkalahatan, ang mga chromium salts ay napaka-makulay, pati na rin ang mga mangganeso, bakal, o ilang mga metal na kumplikado. Ang pag-ayos na ito ay maaaring maging isang mala-kristal, amorphous o gelatinous solid.

Mga paglipat ng phase

Ang isang bloke ng yelo ay maaaring bumubuo ng isang homogenous system, ngunit kapag natutunaw ito, bumubuo ito ng isang karagdagang yugto ng likidong tubig. Samakatuwid, ang mga paglipat ng phase ng isang sangkap ay mga heterogenous system din.

Bilang karagdagan, ang ilang mga molekula ay maaaring makatakas mula sa ibabaw ng yelo sa phase ng singaw. Ito ay dahil sa ang katunayan na hindi lamang ang likidong tubig ay may presyon ng singaw, kundi pati na rin ang yelo, kahit na sa isang mas mababang sukat.

Ang mga heeterogeneous system ng phase transitions ay nalalapat sa anumang sangkap (dalisay o marumi). Kaya, ang lahat ng mga solido na natutunaw, o ang likido na sumingaw, ay kabilang sa ganitong uri ng system.

Solid at gas

Ang isang napaka-karaniwang klase ng mga heterogenous system sa kimika ay solids o gas na may iba't ibang mga sangkap. Halimbawa, ang pizza sa imahe ay nahuhulog sa pag-uuri na ito. At kung sa halip na keso, paprika, pang-isdang, ham, sibuyas, atbp, nagkaroon ito ng asupre, karbon, posporus at tanso, kung gayon magkakaroon ng ibang heterogenous solid.

Ang sulphur ay nakatayo para sa dilaw na kulay nito; karbon para sa pagiging isang itim na solid; pula ang pospor; at makintab, metal na tanso. Lahat ay solid, samakatuwid, ang sistema ay binubuo ng isang yugto ngunit may ilang mga sangkap. Sa pang-araw-araw na buhay ang mga halimbawa ng ganitong uri ng sistema ay hindi mabilang.

Gayundin, ang mga gas ay maaaring bumubuo ng mga heterogenous na mga mixture, lalo na kung mayroon silang iba't ibang mga kulay o density. Maaari silang magdala ng napakaliit na mga partikulo, tulad ng nangyayari sa tubig sa loob ng mga ulap. Habang lumalaki ang laki nila, sinisipsip nila ang nakikitang ilaw at ang mga ulap ay nagiging kulay-abo bilang isang resulta.

Isang halimbawa ng isang heterogenous na solid-gas system ay usok, na binubuo ng napakaliit na mga particle ng carbon. Sa kadahilanang ito ang usok mula sa hindi kumpletong pagkasunog ay maitim ang kulay.

Mga pamamaraan ng fractionation

Ang mga phase o sangkap ng isang heterogenous system ay maaaring paghiwalayin na samantalahin ang mga pagkakaiba sa kanilang pisikal o kemikal na mga katangian. Sa ganitong paraan, ang orihinal na sistema ay nahati hanggang sa mga homogenous na phase lamang ang mananatili. Ang ilan sa mga mas karaniwang pamamaraan ay ang mga sumusunod.

Pagsasala

Ang pagsasala ay ginagamit upang paghiwalayin ang isang solid o pag-umit mula sa isang likido. Sa gayon, ang dalawang yugto ay namamahala upang magkahiwalay, kahit na may isang tiyak na antas ng karumihan. Para sa kadahilanang ito, ang solid ay karaniwang hugasan at pagkatapos ay tuyo sa isang oven. Ang pamamaraang ito ay maaaring gawin sa pamamagitan ng pag-apply ng vacuum, o sa pamamagitan lamang ng grabidad.

Decantation

Ang pamamaraan na ito ay kapaki-pakinabang din para sa paghihiwalay ng isang solid mula sa isang likido. Ito ay naiiba sa nakaraan mula sa nauna, na ang solid ay karaniwang matatag sa pagkakapare-pareho at ganap na idineposito sa ilalim ng lalagyan. Upang gawin ito, ikiling lamang ang bibig ng lalagyan sa isang angkop na anggulo upang ang likido ay dumaloy sa labas nito.

Katulad nito, pinapayagan ng decantation ang dalawang likido na magkahiwalay, iyon ay, isang sistema ng likido-likido. Sa kasong ito, ginagamit ang isang separatory funnel.

Ang pinaghalong biphasic (dalawang hindi maiiwasang likido) ay inilipat sa funnel, at ang likido na may mas mababang density ay matatagpuan sa tuktok; habang ang isa na may pinakamataas na density, sa ibabang bahagi, na nakikipag-ugnay sa pagbubukas ng outlet.

Pinagmulan: Pixabay

Ang itaas na imahe ay kumakatawan sa isang paghihiwalay o paghihiwalay ng funnel. Ang gamit ng baso na ito ay ginagamit din para sa mga likido na likido-likido; iyon ay, upang kunin ang isang solusyo mula sa paunang likido sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isa pang likido kung saan mas natutunaw ito.

Nagbabago

Ginagamit ang pagbubuklod upang paghiwalayin ang mga solidong sangkap ng iba't ibang laki. Karaniwan ang paghahanap ng isang salaan o salaan sa loob ng kusina upang linisin ang mga butil, linisin ang harina ng trigo, o alisin ang mga solidong nalalabi sa mga makapal na juice. Sa kimika, maaari itong magamit upang paghiwalayin ang mga maliliit na kristal mula sa mas malaki.

Pag-magneto

Ang pamamaraang ito ay ginagamit para sa solid-solid system kung saan ang isa o higit pa sa mga sangkap ay naaakit ng isang magnet. Kaya, ang paunang heterogenous na phase ay nalinis dahil ang magnet ay nag-aalis ng mga elemento ng ferromagnetic. Halimbawa, ang magnetization ay ginagamit upang paghiwalayin ang tinplate mula sa basurahan.

Centrifugation

Ang sentripugasyon ay naghihiwalay sa isang nasuspinde na solid mula sa isang likido. Hindi ito mai-filter dahil ang mga partikulo ay lumalangoy nang pantay-pantay na sumasakop sa buong dami ng likido. Upang paghiwalayin ang dalawang phase, ang isang dami ng heterogenous na halo ay sumailalim sa isang sentripugal na puwersa, na nagpapasaya sa solid sa ilalim ng tubo ng centrifuge.

Paglalagom

Ang pamamaraan ng paghihiwalay ng sublimasyon ay inilalapat lamang para sa pabagu-bago ng isip solids; iyon ay, para sa mga may mataas na presyon ng singaw sa mababang temperatura.

Sa pagpainit ng heterogenous na pinaghalong, ang pabagu-bago ng isip solid ay tumakas sa phase ng gas. Ang isang halimbawa ng aplikasyon nito ay ang paglilinis ng isang sample na kontaminado sa yodo o ammonium klorido.

Mga halimbawa

Sa ngayon, maraming mga halimbawa ng mga heterogenous na mga sistemang kemikal ang nabanggit. Upang makadagdag sa kanila, ang mga karagdagang ay nakalista sa ibaba at ang iba pa sa labas ng kontekstong kemikal:

-Ang granite, ang mga bato ng isang ilog, mga bundok, o anumang bato na may mga ugat na maraming kulay.

-Ang mga mineral ay binibilang din bilang mga heterogenous system, dahil ang mga ito ay binubuo ng iba't ibang uri ng mga solidong istruktura na binubuo ng mga ion. Ang mga katangian nito ay ang produkto ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga ion ng isang mala-kristal na istraktura at mga impurities.

-Ang mga soft drinks. Sa kanila mayroong isang likido-gas na balanse, na sa pamamagitan ng pagbawas ng panlabas na presyon, binabawasan ang kakayahang mawala sa natunaw na gas; sa kadahilanang ito, maraming mga bula (gaseous solute) ang sinusunod na tumataas sa ibabaw ng likido kapag walang takip.

-Ang isang daluyan ng reaksyon na nagsasangkot ng mga reagent sa iba't ibang mga phase, at nangangailangan din ito ng magnetic stirrer upang masiguro ang isang mas mataas na bilis ng reaksyon.

-Mahuhusay na katalista. Ang mga solido na ito ay nagbibigay ng mga site sa kanilang ibabaw o mga pores kung saan ang contact sa pagitan ng mga reaksyon ay pinabilis, at hindi sila namamagitan o sumasailalim ng hindi mababago na pagbabago sa reaksyon.

-Ang pader na frieze, isang mosaic wall, o disenyo ng arkitektura ng isang gusali.

-Multi-layered gelatins ng maraming lasa.

-Ang kubo ni Rubik.

Mga Sanggunian

1. Equilibrium sa Heterogeneous Systems. Nabawi mula sa: science.uwaterloo.ca
2. Fernández G. (Nobyembre 7, 2010). Mga homogenous at heterogenous system. Nabawi mula sa: quimicafisica.com
3. Jill. (Hunyo 7, 2006). Mga Homogenous at Heterogeneous Systems. Nabawi mula sa: chemistryforstudents.blogspot.com
4. Pag-ibigToKnow. (2018). Mga halimbawa ng Heterogeneous Mixt. Nabawi mula sa: mga halimbawa.yourdictionary.com
5. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. Sa mga elemento ng pangkat 15. (ika-apat na edisyon). Mc Graw Hill.
6. Wikipedia. (2018). Homogeneity at heterogeneity. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
7. F. Holleman, Egon Wiberg, Nils Wiberg. (2001). Hindi Organic Chemistry. Nabawi mula sa: books.google.com