Système hétérogène

Un système hétérogène est composé de différentes parties ou éléments, comme lorsque l'eau et l'huile sont combinés

Qu'est-ce qu'un système hétérogène?

UN système hétérogène C'est un système formé par différents éléments ou pièces les uns avec les autres. Ces pièces se distinguent et ont généralement deux ou plus phases.

Des exemples de systèmes hétérogènes peuvent être une salade, de l'eau avec de l'huile, du yaourt et des céréales, ou une pizza avec plusieurs ingrédients. Dans chacun de ces exemples, vous pouvez remarquer les différents composants du système.

Ses éléments se distinguent à l'œil nu et peuvent être séparés manuellement. Dans d'autres mélanges, comme la mayonnaise ou le lait, à première vue, ils sont homogènes, mais au microscope, ce sont des systèmes hétérogènes; Plus précisément, les émulsions.

Caractéristiques du système hétérogène

En termes généraux, ils peuvent énumérer comme suit:

- Il est composé de deux phases ou plus; En d'autres termes, ce n'est pas uniforme.

- Il peut être composé, en général, dans l'une des phases suivantes: solide solide, solide-liquide, blanc solide, liquide-liquide, gaz liquide; Et en plus, les trois phases peuvent être présentes dans le même système solide-líquido-gaz.

- Ses composants et ses phases se distinguent à l'œil nu. Par conséquent, il suffit d'observer le système pour tirer des conclusions de ses caractéristiques, telles que la couleur, la viscosité, la taille et la forme des cristaux, l'odeur, etc.

- Il implique généralement un équilibre thermodynamique, ou une affinité élevée ou faible entre les particules dans une phase ou entre deux phases différentes.

- Ce sont des mélanges de substances; c'est-à-dire qu'il ne s'applique pas aux substances pures.

Classification

Du point de vue macroscopique, les systèmes hétérogènes chimiques peuvent être classés comme suit:

Solutions saturées (liquide-liquide, fluide-solide, gaz liquide)

Ils sont un type de système chimique hétérogène dans lequel le soluté ne peut pas continuer à se dissoudre et à former une phase distincte à celle du solvant. Par exemple, les cristaux d'eau et de sucre.

Les molécules de solvant atteignent un point où le soluté ne peut pas se dissoudre. Ensuite, le soluté supplémentaire, solide ou gazeux, se regroupera rapidement pour former une solide ou des bulles; c'est-à-dire un système liquide solide ou gazeux.

Le soluté peut également être un liquide, qui peut être mélangé avec le solvant à une certaine concentration; Sinon, ils seraient miscibles à toutes les concentrations et ne formeraient pas de solution saturée. Miscible signifie que le mélange des deux liquides forme une seule phase uniforme.

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Si, en revanche, le soluté liquide est inquiet avec le solvant, comme c'est le cas avec le mélange d'huile et d'eau, la solution est saturée de la quantité la moins ajoutée. En conséquence, deux phases se forment: un aqueux et l'autre huileux.

Solutions avec des sels précipités

Certains sels établissent un équilibre de solubilité, car les interactions entre leurs ions sont très fortes et se regroupent dans les cristaux que l'eau ne dissocie pas.

Ce type de système hétérogène se compose également d'un liquide et d'une phase solide; Mais, contrairement aux solutions saturées, le soluté est un sel qui ne nécessite pas de grandes quantités pour précipiter.

Par exemple, en mélangeant deux solutions aqueuses de sels insaturés, l'un de NaCl et l'autre d'Agno₃, Précipite le sel insoluble agcl. Le chlorure d'argent établit un équilibre de solvant à solvant, observant un blanchâtre solide dans le récipient aqueux.

Les caractéristiques de ces solutions dépendent du type de précipité formé. En général, les sels chromés sont très colorés, ainsi que le manganèse, le fer ou un complexe métallique. 

Transitions de phase

Un bloc de glace peut constituer un système homogène, mais lorsqu'il fond, il forme une phase supplémentaire de l'eau liquide. Par conséquent, les transitions de phase d'une substance sont également des systèmes hétérogènes.

De plus, à partir de la surface de glace, certaines molécules peuvent s'échapper au stade de la vapeur. En effet, non seulement l'eau liquide a une pression de vapeur, également de la glace, bien que dans une moindre mesure.

Tous les solides qui fondent ou le liquide qui s'évapore appartient à ce type de système.

Solides et gaz

Une classe très courante de systèmes hétérogènes en chimie est les solides ou les gaz avec plusieurs composants. Par exemple, une pizza. Et si au lieu de tous ses ingrédients communs, ils transportent du soufre, du charbon, du phosphore et du cuivre, un autre solide hétérogène aurait alors.

Le soufre se démarque pour sa couleur jaune; charbon pour être un solide noir; Le phosphore est rouge; et cuivre brillant et métallique. Tous sont solides, par conséquent, le système se compose d'une phase mais avec plusieurs composants. 

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De plus, les gaz peuvent former des mélanges hétérogènes, surtout s'ils ont des couleurs ou des densités différentes. Ils peuvent faire glisser de très petites particules, comme c'est le cas avec l'eau à l'intérieur des nuages. À mesure qu'ils grandissent, ils absorbent la lumière visible et, par conséquent, les nuages ​​deviennent grisâtres.

Un exemple de système hétérogène à gaz solide est la fumée, qui se compose de très petites particules de charbon. Pour cette raison, la fumée de la combustion incomplète est noirâtre.

Méthodes de fractionnement

Les phases ou composants d'un système hétérogène peuvent être séparés en profitant des différences dans leurs propriétés physiques ou chimiques. De cette façon, le système d'origine est fractionné jusqu'à ce que seules les phases homogènes soient laissées. Certaines des méthodes les plus quotidiennes sont les suivantes:

Filtration

Il est utilisé pour séparer un solide ou un précipité d'un liquide. Ainsi, les deux phases parviennent à se séparer, bien qu'avec un certain niveau d'impureté. Pour cette raison, le solide est généralement soumis à un lavage et sèche par la suite dans un poêle.

Cette procédure peut être effectuée en appliquant le vide, ou simplement avec la gravité.

Décantation

Il est également utile de séparer un solide d'un liquide. Il diffère de la précédente, dans laquelle le solide a généralement une consistance ferme et est complètement déposé au bas du récipient. Pour ce faire, il suffit d'incliner la bouche du récipient à un angle adéquat afin que le liquide s'écoule à l'extérieur.

De même, la décantation permet de séparer deux liquides, c'est-à-dire un système liquide-liquide. Dans ce cas, un entonnoir de décantation est utilisé.

Le mélange est transféré dans l'entonnoir et le liquide avec moins de densité sera situé en haut; tandis que celui avec la densité la plus élevée, en bas, en contact avec l'ouverture de sortie.

Méthode de décantation

L'image supérieure représente un entonnoir de séparation ou de décantation. Ce matériau en verre est également utilisé pour effectuer des extractions liquides-liquides; c'est-à-dire extraire du liquide initial un soluté ajoutant un autre liquide dans lequel il est encore plus soluble.

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Tamis

Il est utilisé pour séparer les composants solides de différentes tailles. Il est très courant de trouver un tamis ou un tamis dans la cuisine pour nettoyer les grains, purifier la farine de blé ou éliminer les déchets solides des jus épais. 

Imantation

Il est utilisé pour les systèmes solides, où un ou plusieurs des composants sont attirés par un aimant. Ainsi, la phase hétérogène initiale est purifiée lorsque l'aimant élimine les éléments ferromagnétiques. Par exemple, la magnétisation est utilisée pour séparer l'étain des ordures.

Centrifugation

Sépare un solide suspendu d'un liquide. Il ne peut pas être filtré parce que les particules nagent uniformément tout le volume du liquide. Pour séparer les deux phases, une quantité du mélange hétérogène est soumise à une force centrifuge, qui saisit le solide au bas du tube à centrifugeuse.

Sublimation

La sublimation est appliquée uniquement aux solides volatils; c'est-à-dire pour ceux qui ont une pression de vapeur élevée à basse température.

En chauffant le mélange hétérogène, le solide volatil échappe à la phase gazeuse. Un exemple de son application est la purification d'un échantillon contaminé par l'iode ou le chlorure d'ammonium.

Exemples de systèmes hétérogènes

- Le granit, les pierres d'une rivière, les montagnes ou tout rocher avec des veines de nombreuses couleurs.

- Les minéraux sont formés par divers types de structures solides composées d'ions. Ses qualités sont le produit de l'interaction entre les ions d'une structure cristalline et les impuretés.

- Boissons gazeuses. Il y a un équilibre liquide qui, en diminuant la pression externe, diminue la solubilité du gaz dissous; Pour cette raison, de nombreuses bulles (soluté gazeux) sont observées en montant à la surface liquide lorsqu'ils découvrent.

- Catalyseurs hétérogènes. Ces solides fournissent des sites à leur surface ou des pores où le contact entre les réactifs est accéléré, et n'intervient pas ou ne souffre pas une transformation irréversible en réaction.

- Un mur franc, un mur de mosaïques ou la conception architecturale d'un bâtiment.

- Gelée multicapapas de nombreuses saveurs.

- Un cube Rubik.