이기종 시스템은 우주의 부분들은 둘 개 또는 그 이상의 구별 상을 형성하는 것과 같은 방식으로, 원자, 분자 또는 이온에 의해 점유된다. "우주의 부분"은 방울, 공, 원자로, 암석으로 이해됩니다. 및 고체, 액체 또는 기체의 상태 또는 응집 모드에 따라 위상별로.
시스템의 이질성은 지식의 한 분야에서 다른 분야의 정의에 따라 다릅니다. 그러나이 개념은 요리와 화학에서 많은 유사점을 공유합니다.
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예를 들어, 위 이미지와 같이 표면이 재료로 가득 찬 피자는 이기종 시스템입니다. 마찬가지로 샐러드, 견과류와 곡물의 혼합 또는 탄산 음료도 이질적인 시스템으로 간주됩니다.
해당 요소는 한 눈에 볼 수 있으며 수동으로 분리 할 수 있습니다. 마요네즈는 어떻습니까? 아니면 우유? 언뜻보기에는 동 질적이지만 미시적으로는 이기종 시스템입니다. 더 구체적으로, 그들은 에멀젼입니다.
화학에서 성분은 시약, 입자 또는 연구중인 물질로 구성됩니다. 위상은 위상을 특징 짓는 모든 특성을 제공하는 입자의 물리적 응집체 일뿐입니다. 따라서 알코올의 액상은 물과는 다르게 "행동"하며, 더 나아가 액체 수은과는 다르게 행동합니다.
특정 시스템에서 위상은 배경에 결정이있는 포화 설탕 용액처럼 인식 할 수 있습니다. 각각은 그 자체로 균질 한 것으로 분류 될 수 있습니다. 물에 의해 형성된 상 위, 아래는 설탕 결정으로 구성된 고체 상으로 분류됩니다.
물-설탕 시스템의 경우 반응이 아니라 포화 상태입니다. 다른 시스템에서는 물질의 변형이 존재합니다. 간단한 예는 나트륨과 같은 알칼리 금속과 물의 혼합물입니다. 폭발성이지만 처음에는 금속 나트륨 조각이 물로 둘러싸여 있습니다.
마요네즈와 마찬가지로 화학 내에서 균질성을 거시적으로 통과하는 이질적인 시스템이 있지만 강력한 현미경의 빛 아래에서 진정한 이질적인 위상이 빛납니다.
이기종 시스템의 특징
이종 화학 시스템의 특징은 무엇입니까? 일반적으로 다음과 같이 나열 될 수 있습니다.
-두 개 이상의 단계로 구성됩니다. 즉, 균일하지 않습니다.
-일반적으로 고체-고체, 고체-액체, 고체-기체, 액체-액체, 액체-기체; 또한 세 가지 모두 동일한 고체-액체 가스 시스템에 존재할 수 있습니다.
-먼저 육안으로도 그 성분과 위상을 구별 할 수 있습니다. 따라서 시스템의 특성에서 결론을 도출하기 위해 시스템을 관찰하는 것으로 충분합니다. 색상, 점도, 결정의 크기 및 모양, 냄새 등
-일반적으로 열역학적 평형, 또는 한 단계 내 또는 두 개의 다른 단계 사이의 입자 사이의 높거나 낮은 친화력을 포함합니다.
-물리 화학적 특성은 시스템의 지역이나 방향에 따라 다릅니다. 따라서 예를 들어 녹는 점에 대한 값은 이질적인 고체의 한 영역에서 다른 영역까지 범위가 될 수 있습니다. 또한 (가장 일반적인 경우) 비교 될 때 고체 (액체 또는 기체) 전체에서 색상 또는 색조가 변경됩니다.
-그들은 물질의 혼합물입니다. 즉, 순수한 물질에는 적용되지 않습니다.
관찰 정도
척도 또는 관찰 정도가 수정되면 모든 동종 시스템이 이질적이라고 간주 될 수 있습니다. 예를 들어, 순수한 물로 채워진 물병은 균질 한 시스템이지만 분자가 관찰되면 수백만 개가 고유 한 속도를 갖습니다.
이 때문에 볼의 분자량의 관점에서, 시스템은 균질 계속 만 H 2 O 분자 는 단일 유형으로 구성되지 않기 때문이다. 그러나, 상기의 원자 수준으로 관찰 배율을 감소 시켜서, 물은 불균일하게 원자이지만 수소와 산소.
따라서 이종 화학 시스템의 특성은 관찰 정도에 따라 다릅니다. 미시적 규모를 고려하면 다각적 인 시스템을 만날 수 있습니다.
겉보기에 균질하고 은색 인 고체 A는 서로 다른 금속 (ABCDAB…)의 여러 층으로 구성 될 수 있으므로 이질적입니다. 따라서 A는 거시적으로 균질하지만 마이크로 (또는 나노) 수준에서는 이질적입니다.
마찬가지로 동일한 원자는 진공, 전자, 양성자, 중성자 및 기타 아 원자 입자 (쿼크와 같은)로 만들어지기 때문에 이질적인 시스템입니다.
분류
가시적 특성이나 측정 가능한 특성을 정의하는 거시적 관찰 정도를 고려하면 이질적인 화학 시스템은 다음과 같은 방식으로 분류 할 수 있습니다.
포화 용액 (액체, 액체-고체, 액체 가스)
포화 용액은 용질이 계속 용해 될 수없고 용매와 분리 된 상을 형성하는 화학적 불균일 시스템의 한 유형입니다. 물과 설탕 결정의 예가이 분류에 속합니다.
용매 분자는 용질을 수용하거나 용 매화 할 수없는 지점에 도달합니다. 그런 다음 고체 또는 기체의 추가 용질이 빠르게 재편성되어 고체 또는 거품을 형성합니다. 즉, 액체-고체 또는 액체-가스 시스템입니다.
용질은 또한 특정 농도까지 용매와 혼합 될 수있는 액체 일 수 있습니다. 그렇지 않으면 모든 농도에서 혼합 될 수 있고 포화 용액을 형성하지 않습니다. 혼 화성에 의해, 두 액체의 혼합물이 단일의 균일 한 상을 형성하는 것으로 이해된다.
반면에 액체 용질이 기름과 물의 혼합물과 같이 용매와 섞이지 않는 경우, 첨가되는 양이 적을수록 용액이 포화됩니다. 결과적으로 두 개의 상이 형성됩니다. 하나는 수성이고 다른 하나는 유성입니다.
침전 된 염이있는 용액
일부 염은 이온 사이의 상호 작용이 매우 강하고 물이 해리 될 수없는 결정으로 재편성되기 때문에 용해도 균형을 설정합니다.
이러한 유형의 이종 시스템은 액체상과 고체상으로 구성됩니다. 그러나 포화 용액과 달리 용질은 침전하는 데 많은 양이 필요하지 않은 소금입니다.
예를 들어, 불포화 두 염의 수용액, 염화나트륨 하나 AGNO 다른 혼합 3 , 불용성 염을 AgCl을 침전. 염화은은 용매에서 용해도 평형을 형성하며, 수성 용기에서 회백색 고체가 관찰됩니다.
따라서 이러한 용액의 특성은 형성된 침전물의 유형에 따라 다릅니다. 일반적으로 크롬 염은 망간, 철 또는 일부 금속 복합체뿐만 아니라 매우 다채 롭습니다. 이 침전물은 결정질, 무정형 또는 젤라틴 고체 일 수 있습니다.
위상 전환
얼음 블록은 균질 한 시스템을 구성 할 수 있지만 녹을 때 액체 물의 추가 단계를 형성합니다. 따라서 물질의 상전이도 이질적인 시스템입니다.
또한 일부 분자는 얼음 표면에서 증기 상으로 빠져 나갈 수 있습니다. 이것은 액체 물에 증기압뿐만 아니라 얼음도 있지만 그 정도는 적기 때문입니다.
이기종 상전이 시스템은 모든 물질 (순수 또는 불순)에 적용됩니다. 따라서 녹는 모든 고체 또는 증발하는 액체는 이러한 유형의 시스템에 속합니다.
고체 및 기체
화학에서 매우 일반적인 종류의 이종 시스템은 다양한 성분을 가진 고체 또는 기체입니다. 예를 들어 이미지의 피자는이 분류에 속합니다. 그리고 치즈, 파프리카, 멸치, 햄, 양파 등 대신에 유황, 석탄, 인 및 구리가 있으면 다른 이질적인 고체가있을 것입니다.
유황은 노란색으로 두드러집니다. 흑색 고체 인 석탄; 형광체는 빨간색입니다. 반짝이는 금속 구리. 모든 것이 견고하므로 시스템은 한 단계로 구성되지만 여러 구성 요소가 있습니다. 일상 생활에서 이러한 유형의 시스템의 예는 헤아릴 수 없습니다.
또한 가스는 특히 색상이나 밀도가 다른 경우 이질적인 혼합물을 형성 할 수 있습니다. 구름 속의 물에서 발생하는 것처럼 매우 작은 입자를 운반 할 수 있습니다. 크기가 커짐에 따라 가시 광선을 흡수하고 결과적으로 구름이 회색으로 변합니다.
이질적인 고체 가스 시스템의 예는 매우 작은 탄소 입자로 구성된 연기입니다. 이러한 이유로 불완전 연소로 인한 연기는 검은 색입니다.
분별 방법
이기종 시스템의 상 또는 구성 요소는 물리적 또는 화학적 특성의 차이를 이용하여 분리 할 수 있습니다. 이러한 방식으로 원래 시스템은 균질 한 단계 만 남을 때까지 분류됩니다. 보다 일반적인 방법 중 일부는 다음과 같습니다.
여과법
여과는 액체에서 고체 또는 침전물을 분리하는 데 사용됩니다. 따라서 특정 수준의 불순물이 있지만 두 단계가 분리됩니다. 이러한 이유로 고체는 일반적으로 세척되고 오븐에서 건조됩니다. 이 절차는 진공을 적용하거나 단순히 중력으로 수행 할 수 있습니다.
디캔 테이션
이 방법은 액체에서 고체를 분리하는데도 유용합니다. 고체가 일반적으로 견고하고 용기의 바닥에 완전히 증착된다는 점에서 이전 것과 다소 다릅니다. 이렇게하려면 용기의 입구를 적절한 각도로 기울여 액체가 밖으로 흘러 나오도록하십시오.
마찬가지로 디캔 테이션을 사용하면 두 개의 액체, 즉 액체-액체 시스템을 분리 할 수 있습니다. 이 경우 분리 깔때기가 사용됩니다.
2 상 혼합물 (비혼 화성 액체 2 개)이 깔때기로 옮겨지고 밀도가 낮은 액체가 상단에 위치합니다. 가장 높은 밀도를 가진 것은 아래쪽 부분이 배출구와 접촉합니다.
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상단 이미지는 분리 또는 분리 깔때기를 나타냅니다. 이 유리 제품은 액체-액체 추출에도 사용됩니다. 즉, 훨씬 더 용해되는 다른 액체를 추가하여 초기 액체에서 용질을 추출하는 것입니다.
선별
체질은 다양한 크기의 솔리드 구성 요소를 분리하는 데 사용됩니다. 곡물을 청소하고, 밀가루를 정제하거나, 두꺼운 주스에서 고형 잔류 물을 제거하기 위해 부엌에서 체나 체를 찾는 것은 매우 일반적입니다. 화학에서는 작은 결정과 큰 결정을 분리하는 데 사용할 수 있습니다.
자화
이 방법은 하나 이상의 구성 요소가 자석에 의해 끌리는 솔리드 솔리드 시스템에 사용됩니다. 따라서 자석이 강자성 요소를 제거함에 따라 초기 이종 상이 정화됩니다. 예를 들어, 자화는 쓰레기와 양철을 분리하는 데 사용됩니다.
원심 분리
원심 분리는 부유 고체를 액체에서 분리합니다. 입자가 액체의 전체 부피를 차지하면서 균일하게 헤엄 치기 때문에 여과 할 수 없습니다. 두 상을 분리하기 위해 일정량의 이질적인 혼합물에 원심력이 작용하여 원심 분리 튜브의 바닥에있는 고체를 침전시킵니다.
승화
승화 분리 방법은 휘발성 고체에만 적용됩니다. 즉, 저온에서 증기압이 높은 사람들을위한 것입니다.
이질적인 혼합물을 가열하면 휘발성 고체가 기체 상태로 빠져 나갑니다. 그 적용의 예는 요오드 또는 염화 암모늄으로 오염 된 시료의 정제입니다.
예
지금까지 이질적인 화학 시스템의 몇 가지 예가 언급되었습니다. 이를 보완하기 위해 추가 항목이 아래에 나열되고 화학적 컨텍스트 외부에있는 항목이 나열됩니다.
-화강암, 강의 돌, 산, 또는 여러 가지 색의 정맥이있는 바위.
-미네랄은 이온으로 구성된 다양한 유형의 고체 구조로 구성되어 있기 때문에 이종 시스템으로 간주됩니다. 그 특성은 결정 구조의 이온과 불순물 사이의 상호 작용의 산물입니다.
-청량 음료. 그들에는 외부 압력을 줄임으로써 용해 가스의 용해도를 감소시키는 액체 가스 평형이 있습니다. 이러한 이유로 많은 기포 (기체 성 용질)가 덮개를 덮지 않았을 때 액체 표면으로 상승하는 것이 관찰됩니다.
-다른 단계의 시약을 포함하고 더 높은 반응 속도를 보장하기 위해 자기 교반기가 필요한 모든 반응 매체.
-이종 촉매. 이러한 고체는 반응물 사이의 접촉이 가속화되는 표면이나 기공에 자리를 제공하며 반응에 개입하거나 비가 역적 변형을 겪지 않습니다.
-프리즈 벽, 모자이크 벽 또는 건물의 건축 디자인.
-다양한 맛의 다층 젤라틴.
-루빅스 큐브.
참고 문헌
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