Sistema omogeneo

Un sistema omogeneo è un sistema in cui non si osservano diversi elementi

Cos'è un sistema omogeneo?

UN Sistema omogeneo È il sistema che presenta le stesse proprietà in nessuna delle sue parti, senza essere possibile a prima vista per separare i suoi componenti. Acqua, un frullato o un impasto per torta è una miscela omogenea.

Ecco perché si dice che abbiano solo una fase. Uno dei modi per sapere se un sistema è omogeneo è attraverso l'osservazione: se in primo luogo non possiamo sapere cosa è composto qualcosa e non è possibile distinguere una parte di un altro, allora il sistema sarà omogeneo.

Caratteristiche di un sistema omogeneo

- Deve avere una fase singola materiale (liquido, solido o soda).

- Quando si tratta di una miscela, i suoi componenti devono essere in grado di formare una singola fase uniforme. Questo è il caso di caffè e zucchero. Se nella parte inferiore del vetro o della tazza ci sono senza dissolvere i cristalli di zucchero, questi costituiscono una seconda fase.

- Le sue proprietà intensive (densità, viscosità, volume molare, punto di ebollizione, ecc.) Devono essere uguali in tutti i punti all'interno del sistema. Questo vale anche per le proprietà organolettiche (gusto, colore, odore, ecc.). Pertanto, una merengada di un singolo sapore è un sistema omogeneo purché non abbia altri elementi (come frutti tritati).

- I componenti delle loro miscele sono ordinati nello spazio in modo omogeneo e simmetrico.

Classificazione

In chimica, le miscele omogenee sono classificate tre grandi gruppi.

Soluzioni

Le soluzioni insature sono miscele o sistemi omogenei presenti non solo in chimica ma nella vita quotidiana. Il mare e gli oceani sono gigantesche masse di acqua insaturi. Le molecole di solvente, di solito in fase liquida, circondano quelle del soluto e impediscono loro di essere aggiunte per formare una bolla solida o.

Quasi tutte le soluzioni entrano in questa classificazione. Alcoli impuri, acidi, basi, una miscela di solventi organici, soluzioni indicatori o reagenti di metallo di transizione; Tutti contenuti in sfere volumetriche o contenitori di vetro o plastica, classifica come sistemi omogenei.

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Data la minima formazione di una seconda fase in una di queste soluzioni, il sistema cessa di essere omogeneo.

Sostanze pure

La frase "gli alcoli impuri" è stata scritta, riferendosi a ciò che di solito sono mescolati con acqua. Tuttavia, gli alcoli puri, così come qualsiasi altro composto liquido, sono sistemi omogenei. Questo vale non solo per i liquidi, ma anche per solidi e gas.

Quando hai un singolo tipo di particelle in un sistema, si parla di alta omogeneità. Sono tutti uguali e l'unica variazione è nel modo in cui vibrano o si muovono; Ma, in relazione alle sue proprietà fisiche o chimiche, non vi è alcuna differenza in nessuna parte del sistema.

Ciò significa che un cubo di ferro puro è un sistema omogeneo perché ha solo atomi di ferro. Se fosse stato avviato un frammento di uno qualsiasi dei suoi vertici e le sue proprietà venivano determinate, sarebbero stati ottenuti gli stessi risultati; Cioè, l'omogeneità delle sue proprietà è soddisfatta.

Se, d'altra parte, il cubo di ferro ha parti ossidate (rosso) e metallo (grigiastro), allora è un sistema eterogeneo.

Reazioni omogenee

Le reazioni omogenee sono forse i sistemi chimici più importanti. In essi tutti i reagenti sono nella stessa fase, in particolare liquido o soda. Sono caratterizzati da un maggiore contatto e collisioni molecolari tra i reagenti.

Poiché c'è solo una fase, le particelle si muovono con maggiore libertà e velocità. Da un lato, questo è un grande vantaggio; Ma dall'altro, si possono formare prodotti indesiderati o alcuni reagenti si muovono così in fretta che non si scontrano in modo efficiente.

La reazione di gas caldi con ossigeno per originare il fuoco è un esempio emblematico di questo tipo di reazioni.

Metodi di frazionamento

In linea di principio, data la sua uniformità, non è possibile separare i componenti dei sistemi omogenei attraverso metodi meccanici; Molto meno se è una sostanza o un composto puro, le cui suddivisioni sono ottenute dai suoi atomi elementari.

Ad esempio, è più facile (o veloce) separare i componenti di una pizza (sistema eterogeneo), rispetto a quelli di un caffè (sistema omogeneo).

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Nel primo è sufficiente usare le mani per rimuovere gli ingredienti; Mentre con il secondo, avrà bisogno di più delle mani per separare il caffè dall'acqua.

I metodi variano in base alla complessità del sistema e alle sue fasi materiali.

Evaporazione

Consiste nel riscaldamento di una soluzione fino a quando il solvente non è completamente evaporato, lasciando il soluto sedimentato. Pertanto, questo metodo viene applicato a sistemi di solidi liquidi omogenei.

Ad esempio, dissolvendo un pigmento in un contenitore con acqua, all'inizio il sistema è eterogeneo, poiché i cristalli di pigmento non sono ancora sbiaditi durante il volume. Dopo un po ', tutta l'acqua diventa dello stesso colore, che è indicativo di un omogeneizzazione.

Per recuperare il pigmento aggiunto, l'intero volume di acqua deve essere riscaldato fino a quando non evapora. Pertanto, le molecole H₂O aumentano la loro energia cinetica media grazie all'energia fornita dal calore. Ciò implica che sfuggono alla fase gassosa, lasciando sullo sfondo (e sulle pareti del contenitore) cristalli di pigmento.

Lo stesso vale per l'acqua di mare, da cui i loro sali possono essere estratti come pietre bianche quando lo riscaldano.

Rotaevaporazione

Questo metodo rende possibile il recupero dei solventi organici attraverso l'applicazione del vuoto. È molto utile, specialmente quando vengono eseguite estrazioni di oli o grassi di materia organica.

In questo modo, il solvente può essere nuovamente utilizzato per effettuare estrazioni future. Questi esperimenti sono molto comuni nello studio degli oli naturali ottenuti da qualsiasi materia organica (semi, fiori, corteccia di frutta, ecc.).

Distillazione

La distillazione consente di separare i componenti da un sistema omogeneo liquido-liquido. Si basa sulla differenza nei punti di ebollizione di ciascun componente (ΔT_Eb); Maggiore è la differenza, più facile sarà separarli.

Richiede una colonna di raffreddamento che promuova la condensa del fluido più volatile, che scorrerà quindi su una palla da raccolta. Il tipo di distillazione varia a seconda dei valori ΔT_Eb e delle sostanze coinvolte.

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Questo metodo è molto usato quando si purificano le miscele omogenee; Ad esempio, recuperare un prodotto gassoso da una reazione omogenea. Tuttavia, ha anche la domanda di miscele eterogenee, come nel caso dei processi di raffinazione del greggio petrolifero per ottenere combustibili fossili e altri prodotti.

Liquefazione

I sistemi omogenei gassosi sono composti da più di un tipo di molecole gassose o atomi, che differiscono nelle loro strutture molecolari, masse e radio atomiche.

Pertanto, hanno le proprie proprietà fisiche e si comportano in modo diverso a causa di un aumento della pressione e della temperatura.

Quando sia T che P variano, alcuni gas tendono ad interagire più fortemente di altri; con abbastanza forza per condensare in una fase liquida. Se, d'altra parte, viene utilizzata l'intero sistema condensato, viene utilizzata la distillazione dei componenti di condensa.

Se A e B sono gas, per mezzo. In questo modo, i bit puri puri e B sono ottenuti in diversi contenitori (come ossigeno e azoto liquido separato).

Esempi di sistemi omogenei

Ogni giorno

- Pasta dentale bianca.

- Aceto, alcol commerciale, detergenti liquidi.

- Plasma del sangue.

- Aria. 

- Bevande alcoliche senza ghiaccio.

- Profumi.

- Ebraico, latte e miele. Tuttavia, microscopicamente sono sistemi eterogenei, nonostante indossino una singola fase con gli occhi nudi.

- Qualsiasi oggetto solido con caratteristiche uniformi visibili, come colore, luminosità, dimensioni, ecc. Ad esempio, pepite simmetriche e metalliche o blocchi sfaccettati di un minerale o di sale. I specchi entrano anche nel sistema omogeneo.

Sostanze chimiche

- Leghe in acciaio e metallo. I suoi atomi di metallo sono disposti in una disposizione cristallina a cui partecipa il collegamento metallico. 

- Tutte le soluzioni preparate all'interno o all'esterno del laboratorio.

- Hydrocarbon puri (butano, propano, cicloesano, benzene, ecc.).

- Tutta la sintesi o le produzioni in cui reagenti o materie prime sono in una singola fase.