HOMOGENOUS SYSTEM: MGA KATANGIAN, PAG-UURI, PAMAMARAAN - CHEMISTRY - 2025

Ang isang homogenous system ay ang bahagi ng uniberso na binubuo ng isang solong yugto ng bagay. Maaari itong maging isang pantay na pantay na yugto, o maaari itong binubuo ng isang order at simetriko na halo ng mga elemento, na sa kaso ng mga homogenous na mga sistemang kemikal, ay mga partikulo (mga molekula, atoms, ion, atbp.).

Ang kalikasan ay may gawi, sa pamamagitan ng hindi tiyak o kilalang mga mekanismo, upang i-homogenize ang ilang mga ari-arian o ang buong sistema mismo. Sa Daigdig mayroong isang orkestra ng balanse sa pagitan ng mga homogenous at heterogenous system, na isinasaalang-alang tulad ng mga visual explorations.

Pinagmulan: Maxpixel

Iyon ay, sa unang pagkakataon, ang mga mata ay kwalipikado kung ang isang sistema (anumang bagay o puwang) ay homogenous o hindi. Kung ito ay mababaw, ang susunod na hakbang ay tanungin ang iyong sarili kung ano ang hitsura nito at kung paano inayos ang mga elemento nito. Sa pag-iisip nito, maaari itong kumpirmahin o hindi (na may ilang katiyakan) kung ang sistema ay nagtatanghal ng homogeneity sa mga katangian nito.

Halimbawa, sa imahe sa itaas mayroon kang imahe ng isang tasa ng kape, isang plato at isang pambalot na asukal na may masayang mukha. Kung ang tatlong sangkap na ito ay isinasaalang-alang para sa isang pag-aaral, kung gayon ang sistema ay magiging heterogenous, ngunit kung ang itim na kape lamang sa loob ng tasa ay pinag-aralan, sa kasong ito magsasalita kami ng isang homogenous system.

Bakit? Dahil, sa unang tingin, ang itim na kape ay mukhang makinis at maaari mong isipin na ganoon din ang interior. Kung ang asukal ay idinagdag nang walang pagpapakilos, ito ay tumira sa ilalim ng tasa at ang paunang sistema ng homogenouses ay magiging mabigat.

Gayunpaman, kung ang kape ay hinalo hanggang ang asukal ay ganap na matunaw, ang homogeneity nito ay babalik, bagaman sa bagong pag-aari ng organoleptiko na ngayon ay mas matamis kaysa sa dati. Upang maging homogenous, ang bawat patak ng kape na nakuha mula sa anumang sulok ng tasa ay dapat tikman nang eksakto pareho.

Sa kabilang banda, ang isang tasa ng itim na kape ay maaaring ihambing sa isa na may bubbly na ibabaw. Ang pangalawa ay hindi gaanong homogenous kaysa sa una, dahil hindi ito nagpapakita ng isang pantay na pamamahagi ng mga bula nito. Ngunit, kung ang dalawang coffees ay magkatulad ng parehong, at kakulangan ng mga kristal na asukal (pinakamahalagang variable), kung gayon pareho silang pantay na homogenous.

Ang mga koffe na may whipped cream, o may mga artistikong guhit sa kanilang ibabaw, ay maaaring makuha ng mga heterogenous system (bagaman ang halo ay homogenous na may paggalang sa kape).

Mga katangian ng isang homogenous system

Anong mga katangian ang dapat magkaroon ng isang homogenous system?

-Kailangan itong magkaroon ng isang solong materyal na yugto (likido, solid o gas).

-Kapag ito ay isang pinaghalong, ang mga sangkap ay dapat na bumuo ng isang solong unipormeng yugto. Ito ang kaso sa kape at asukal. Kung walang mga nalutas na kristal na asukal sa ilalim ng baso o tasa, bumubuo sila ng pangalawang yugto.

-Ang mga intensive na katangian (density, lagkit, dami ng molar, bulak point, atbp.) Ay dapat na pareho sa lahat ng mga puntos sa loob ng system. Nalalapat din ito sa mga katangian ng organoleptiko (panlasa, kulay, amoy, atbp.). Kaya, ang isang solong lasa meringue ay isang homogenous system hangga't wala itong ibang elemento (tulad ng tinadtad na prutas).

-Ang mga sangkap ng iyong mga mixtures ay nakaayos sa espasyo sa isang homogenous at simetriko na paraan.

Ang chessboard at subjectivity

Ang huli na tampok ay maaaring mag-trigger ng pagkalito at magkasalungat na mga view.

Ang board ng chess (nang walang mga piraso), halimbawa, ay kumakatawan sa isang punto kung saan ang iba't ibang mga opinyon ay lumitaw tungkol dito. Ito ba ay homogenous o heterogenous? At kung ang mga itim at puting mga parisukat ay pumalit sa mga hilera (isang puti, isang itim, at iba pa), ano ang magiging tugon sa sitwasyong iyon?

Dahil ang mga kahon ay naiiba sa bawat isa sa pamamagitan ng kulay, ito ang pangunahing variable. Mayroong kapansin-pansin na pagkakaiba sa pagitan ng puti at itim, na kahalili sa buong board.

Ang bawat kulay ay kumakatawan sa isang sangkap, at ang timpla ay homogenous kung ang kanilang pisikal na pag-aayos ay nakatuon sa paraang upang mabawasan ang mga pagkakaiba sa kanilang mga katangian. Samakatuwid, ang mga kulay ay dapat ayusin nang pantay-pantay at simetriko hangga't maaari.

Mula sa pangangatwiran na ito, ang chessboard ay homogenous, dahil sa kabila ng pagiging heterogenous na may paggalang sa mga kulay nito, ang kanilang pagkakaiba ay magkakapalit nang pantay. Habang ang mga kulay na ipinapakita sa mga hilera, ang "itim at puting mga phase" ay maliwanag, na kung saan ay katumbas ng pagkakaroon ng dalawang phase at pagpasok sa kahulugan ng isang heterogenous system.

Pag-uuri

Ang mga homogenous system ay maaaring magkaroon ng maraming mga pag-uuri, na nakasalalay sa kung aling sangay ng kaalaman na kinabibilangan nila. Sa kimika, hindi sapat na mababaw na obserbahan ang isang sistema, ngunit upang mahanap kung aling mga partikulo ang bumubuo at kung ano ang ginagawa nila dito.

Mga Solusyon

Ang mga di-natukoy na solusyon ay mga homogenous na mixtures o mga sistema na naroroon hindi lamang sa kimika kundi sa pang-araw-araw na buhay. Ang dagat at karagatan ay napakalaking masa ng hindi nabubuong tubig na asin. Ang mga solventong molekula, karaniwang nasa likido na yugto, ay pumapalibot sa mga molekulang molekula at pinipigilan ang mga ito mula sa pag-iipon upang makabuo ng isang solid o bubble.

Halos lahat ng mga solusyon ay nahuhulog sa pag-uuri na ito. Pagpapagaling ng alkohol, mga acid, base, isang halo ng mga organikong solvent, mga solusyon sa tagapagpahiwatig o reagents ng paglipat ng metal; lahat ng nakapaloob sa volumetric balloon o baso o plastik na lalagyan ay naiuri bilang mga homogenous system.

Nahaharap sa mas kaunting pagbuo ng isang pangalawang yugto sa alinman sa mga solusyon na ito, ang sistema ay hindi na homogenous.

Puro sangkap

Ang pariralang "impot na mga alkohol" ay isinulat sa itaas, na tumutukoy sa katotohanan na sila ay karaniwang halo-halong may tubig. Gayunpaman, ang mga dalisay na alkohol, pati na rin ang anumang iba pang likido na compound, ay mga homogenous system. Nalalapat ito hindi lamang sa mga likido, kundi pati na rin sa mga solido at gas.

Bakit? Dahil kapag mayroon ka lamang isang uri ng maliit na butil sa isang system, nagsasalita ka tungkol sa mataas na homogeneity. Pareho silang pareho, at ang pagkakaiba-iba lamang sa paraan na mag-vibrate o lumipat; ngunit, na may kaugnayan sa mga pisikal o kemikal na katangian nito, walang pagkakaiba sa anumang bahagi ng system.

Nangangahulugan ito na ang isang kubo ng dalisay na bakal ay isang homogenous system dahil mayroon lamang itong mga iron atoms. Kung ang isang fragment ay napunit mula sa alinman sa mga patayo nito, at natukoy ang mga pag-aari nito, ang parehong mga resulta ay makuha; iyon ay, ang homogeneity ng mga katangian nito ay natutupad.

Kung ito ay hindi marumi, ang mga pag-aari nito ay magbabago sa loob ng isang hanay ng mga halaga. Ito ang epekto ng mga impurities sa iron, at sa anumang iba pang sangkap o tambalan.

Kung, sa kabilang banda, ang iron cube ay may rust na mga bahagi (pula) at metal na mga bahagi (kulay-abo), kung gayon ito ay isang heterogenous system.

Mga reaksiyong homogenous

Ang mga homogenous reaksyon ay marahil ang pinakamahalagang homogenous na mga sistemang kemikal. Sa kanila, ang lahat ng mga reaksyon ay nasa parehong yugto, lalo na ang likido o ang gas. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng higit na pakikipag-ugnay at mga pagbagsak ng molekular sa pagitan ng mga reaksyon.

Dahil mayroong isang yugto lamang, ang mga particle ay lumipat nang may higit na kalayaan at bilis. Sa isang banda ito ay isang malaking pakinabang; Ngunit sa kabilang banda, ang mga hindi kanais-nais na produkto ay maaaring mabuo o ang ilang mga reaksyon ay gumagalaw nang napakabilis na hindi ito mabangga nang mahusay.

Ang reaksyon ng mga mainit na gas na may oxygen upang lumikha ng apoy ay isang sagisag na halimbawa ng ganitong uri ng reaksyon.

Ang anumang iba pang sistema na kung saan ang mga reagents na may iba't ibang mga phase ay lumahok, tulad ng oksihenasyon ng mga metal, ay itinuturing na isang heterogenous na reaksyon.

Mga pamamaraan ng fractionation

Sa prinsipyo, na ibinigay ng kanilang pagkakapareho, hindi posible na paghiwalayin ang mga bahagi ng mga homogenous system sa pamamagitan ng mga mekanikal na pamamaraan; mas mababa kung ito ay isang purong sangkap o tambalan, mula sa kung saan ang mga pagkakaunti ng mga elementong mga atomo nito ay nakuha.

Halimbawa, mas madali (o mas mabilis) na paghiwalayin ang mga sangkap ng isang pizza (heterogenous system), kaysa sa isang kape (homogenous system). Sa una, sapat na gamitin ang iyong mga kamay upang maalis ang mga sangkap; habang may pangalawa, hihigit pa sa mga kamay upang ihiwalay ang kape sa tubig.

Ang mga pamamaraan ay nag-iiba ayon sa pagiging kumplikado ng system at mga materyal na phase nito.

Pagsingaw

Ang pagsingaw ay binubuo ng pagpainit ng isang solusyon hanggang sa lubusan ang pag-aalis ng solvent, na iniiwan ang solute. Samakatuwid, ang pamamaraang ito ay inilalapat sa mga homogenous na likido-solid system.

Halimbawa, kapag ang pag-dissolve ng isang pigment sa isang lalagyan ng tubig, ang sistema ay una heterogenous, dahil ang mga kristal ng pigment ay hindi pa nagkakalat sa buong dami. Pagkaraan ng ilang sandali, ang lahat ng tubig ay lumiliko ang parehong kulay, na nagpapahiwatig ng isang homogenization.

Upang mabawi ang idinagdag na pigment, ang buong dami ng tubig ay dapat na pinainit hanggang sa sumingaw ito. Sa gayon, ang H ₂ O na mga molekula ay nagdaragdag ng kanilang average na kinetic enerhiya salamat sa enerhiya na ibinibigay ng init. Ito ay humahantong sa kanila na makatakas sa phase ng gas, naiiwan ang mga kristal ng pigment sa ilalim (at sa mga dingding ng lalagyan).

Ang parehong nangyayari sa tubig ng dagat, mula sa kung saan ang mga asing-gamot ay maaaring makuha bilang mga puting bato kapag pinainit.

Sa kabilang banda, ang pagsingaw ay ginagamit din upang matanggal ang mga pabagu-bago na solute tulad ng mga molekula ng gas (O ₂ , CO ₂ , N ₂ , atbp.). Kapag ang solusyon ay pinainit, ang mga gas ay nagsisimulang magtipon upang makabuo ng mga bula, ang presyon kung saan, kung lumampas ito sa panlabas na presyon, ay babangon upang makatakas sa likido.

Pagputol

Ang pamamaraang ito ay posible upang mabawi ang mga organikong solvent sa pamamagitan ng pag-apply ng isang vacuum. Ito ay lubos na kapaki-pakinabang, lalo na kapag kumukuha ng mga langis o taba mula sa organikong bagay.

Sa ganitong paraan, ang solvent ay maaaring magamit muli para sa mga kunin sa hinaharap. Ang mga eksperimento na ito ay pangkaraniwan sa pag-aaral ng mga likas na langis na nakuha mula sa anumang organikong bagay (basta, buto, bulaklak, mga shell ng prutas, atbp.).

Pagwawakas

Pinapayagan ng pagdidilaw ang paghihiwalay ng mga bahagi ng isang homogenous na likido-likido na sistema. Ito ay batay sa pagkakaiba-iba ng mga punto ng kumukulo ng bawat sangkap (ΔT _eb ); mas malaki ang pagkakaiba, mas madali itong paghiwalayin ang mga ito.

Nangangailangan ito ng isang haligi ng paglamig na nagtataguyod ng paghalay ng pinaka pabagu-bago ng likido, na pagkatapos ay dumadaloy sa isang pagkolekta ng lobo. Ang uri ng pag-distillation ay nag-iiba depende sa mga halaga ng ΔT _eb at mga sangkap na kasangkot.

Ang pamamaraang ito ay malawakang ginagamit kapag nililinis ang mga homogenous na mga mixtures; tulad ng, halimbawa, ang pagbawi ng isang produkto ng gas mula sa isang homogenous na reaksyon. Gayunpaman, mayroon din itong aplikasyon para sa mga heterogenous na mixtures, tulad ng nangyayari sa mga proseso ng pagpipino ng langis ng krudo upang makakuha ng mga fossil fuels at iba pang mga produkto.

Pagkaluskos

At ano ang tungkol sa mga homogenous na gas system? Ang mga ito ay binubuo ng higit sa isang uri ng mga gas na molekula o atomo, na naiiba sa kanilang mga molekular na istruktura, masa, at atomic radii.

Samakatuwid, mayroon silang sariling mga pisikal na katangian at naiiba ang kilos sa harap ng pagtaas ng presyon at pagbaba ng temperatura.

Kung magkakaiba-iba ang parehong T at P, ang ilang mga gas ay may posibilidad na makipag-ugnay nang mas malakas kaysa sa iba; na may sapat na lakas upang mapagbigay sa isang likido na yugto. Kung, sa kabilang banda, ang buong sistema ay naglalagay, pagkatapos ay ang distillation ng mga condensate na sangkap ay ginagamit.

Kung ang A at B ay mga gas, sa pamamagitan ng likido ay pinapawi nila sa isang homogenous na halo, na kung saan ay pagkatapos ay sumailalim sa distillation. Sa ganitong paraan, ang purong A at B ay nakuha sa iba't ibang mga vessel (tulad ng hiwalay na likidong oxygen at nitrogen).

Mga halimbawa

Ang mga karagdagang halimbawa ng mga homogenous system ay nakalista sa ibaba.

Ng pang-araw-araw na buhay

-White toothpaste.

-Ang suka, pati na rin ang komersyal na alkohol at likido na detergents.

-Ang plasma ng dugo.

-Ang hangin. Ang mga ulap ay maaari ding isaalang-alang na mga homogenous system, kahit na naglalaman talaga sila ng mga micro droplet ng tubig.

-May alkohol na inumin nang walang yelo.

-Perfume.

-Gelatins, gatas at honey. Gayunpaman, ang microscopically sila ay mga heterogenous system, sa kabila ng pagpapakita ng isang solong yugto sa hubad na mata.

-Ang isang solidong bagay na may nakikitang pantay na katangian, tulad ng kulay, ningning, sukat, atbp. Halimbawa, simetriko at metal na nugget, o faceted blocks ng isang mineral o asin. Ang mga salamin ay nahuhulog din sa loob ng saklaw ng mga bagay na ito.

Mga kemikal

-Steel at metal na haluang metal. Ang mga metal na metal ay nakaayos sa isang pag-aayos ng mala-kristal kung saan nakikilahok ang metallic bond. Kung ang pamamahagi ng mga atomo ay pantay, nang walang "mga layer" ng mga atomo ng isang metal X o Y.

-Ang lahat ng mga solusyon na inihanda sa loob o labas ng laboratoryo.

-Mag-ayos ng mga hydrocarbons (butane, propane, cyclohexane, benzene, atbp.).

-Ang lahat ng syntheses o production kung saan ang mga reagents o hilaw na materyal ay nasa isang solong yugto.

Katamaran ng homogenous

Ang ilang mga reaksyon ay pinabilis sa pamamagitan ng pagdaragdag ng homogenous catalysts, na mga sangkap na lumahok ayon sa isang napaka-tiyak na mekanismo sa parehong yugto ng mga reaksyon; iyon ay, sa mga reaksyon na isinasagawa sa may tubig na solusyon, ang mga katalista na ito ay dapat na matutunaw.

Sa pangkalahatan, ang homogenous catalysis ay napili, kahit na hindi masyadong aktibo o matatag.

Mga Sanggunian

1. Ang Mga editor ng Encyclopaedia Britannica. (2018). Homogenous reaksyon. Encyclopædia Britannica. Nabawi mula sa: britannica.com
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Setyembre 24, 2018). Ang Pagkakaiba sa pagitan ng Heterogeneous at Homogenous Mixtures. Nabawi mula sa: thoughtco.com
3. Chemicool. (2017). Kahulugan ng Homogenous. Nabawi mula sa: chemicool.com
4. Pag-ibigToKnow. (2018). Halimbawa ng Homogenous Mixt. Nabawi mula sa: mga halimbawa.yourdictionary.com
5. Alam ng Siyensya. (sf). Chemistry: mga homogenous at heterogenous system. Nabawi mula sa: saberdeciencias.com
6. Lic. Naso C. (sf). Mga halo at solusyon. . Nabawi mula sa: cam.educaciondigital.net
7. Brazil R. (Abril 20, 2018). Ang pagsasama-sama ng homogenous at heterogenous catalysis. Nabawi mula sa: chemistryworld.com