Système homogène

Un système homogène est un système où différents éléments ne sont pas observés à première vue

Qu'est-ce qu'un système homogène?

UN système homogène C'est le système qui présente les mêmes propriétés dans l'une de ses parties, sans être possible à première vue pour séparer ses composants. L'eau, un smoothie ou une pâte à gâteau est un mélange homogène.

C'est pourquoi on dit qu'ils n'ont qu'une seule phase. L'une des façons de savoir si un système est homogène est par l'observation: si dans le premier cas, nous ne pouvons pas savoir ce que quelque chose est composé et que vous ne pouvez pas distinguer une partie d'un autre, alors le système sera homogène.

Caractéristiques d'un système homogène

- Il doit avoir une seule phase de matériau (liquide, solide ou soda).

- En ce qui concerne un mélange, ses composants doivent être capables de former une seule phase uniforme. C'est le cas du café et du sucre. Si au fond du verre ou de la tasse, il y a sans dissoudre des cristaux de sucre, ceux-ci constituent une deuxième phase.

- Ses propriétés intensives (densité, viscosité, volume molaire, point d'ébullition, etc.) Ils doivent être égaux à tous les points du système. Cela s'applique également aux propriétés organoleptiques (goût, couleur, odeur, etc.). Ainsi, un merengada d'une seule saveur est un système homogène tant qu'il n'a pas d'autre élément (comme les fruits hachés).

- Les composants de leurs mélanges sont commandés dans l'espace de manière homogène et symétrique.

Classification

En chimie, les mélanges homogènes sont classés trois grands groupes.

Solutions

Les solutions insaturées sont des mélanges ou des systèmes homogènes présentes non seulement en chimie mais dans la vie quotidienne. La mer et les océans sont de gigantesques masses d'eau insaturée. Les molécules de solvant, généralement en phase liquide, entourent celles du soluté et empêchent les ajouter pour former un solide ou une bulle.

Presque toutes les solutions entrent dans cette classification. Les alcools impurs, les acides, les bases, un mélange de solvants organiques, de solutions d'indicateurs ou de réactifs de métal de transition; Tous contenus dans des boules volumétriques ou des récipients en verre ou en plastique, classifier comme des systèmes homogènes.

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Étant donné la moindre formation d'une deuxième phase dans l'une de ces solutions, le système cesse d'être homogène.

Substances pures

L'expression "les alcools impurs" a été écrit, se référant à ce qu'ils sont généralement mélangés avec de l'eau. Cependant, les alcools purs, ainsi que tout autre composé liquide, sont des systèmes homogènes. Cela s'applique non seulement aux liquides, mais aussi aux solides et aux gaz.

Lorsque vous avez un seul type de particules dans un système, il est question d'une homogénéité élevée. Ils sont tous les mêmes, et la seule variation est dans la façon dont ils vibrent ou se déplacent; Mais, par rapport à ses propriétés physiques ou chimiques, il n'y a aucune différence dans une partie du système.

Cela signifie qu'un cube de fer pur est un système homogène car il n'a que des atomes de fer. Si un fragment de l'un de ses sommets était démarré et que ses propriétés étaient déterminées, les mêmes résultats seraient obtenus; c'est-à-dire que l'homogénéité de ses propriétés est remplie.

Si, en revanche, le cube de fer a oxydé (rouge) et parties métalliques (grisâtre), alors c'est un système hétérogène.

Réactions homogènes

Les réactions homogènes sont peut-être les systèmes chimiques les plus importants. Tous tous les réactifs sont dans la même phase, en particulier le liquide ou le soda. Ils se caractérisent par un plus grand contact et des collisions moléculaires entre les réactifs.

Comme il n'y a qu'une seule phase, les particules se déplacent avec une plus grande liberté et des vitesses. D'une part, c'est un grand avantage; Mais de l'autre, les produits indésirables peuvent être formés ou certains réactifs se déplacent si rapidement qu'ils ne sont pas en collision efficacement.

La réaction des gaz chauds avec de l'oxygène à l'origine du feu est un exemple emblématique de ce type de réactions.

Méthodes de fractionnement

En principe, compte tenu de son uniformité, il n'est pas possible de séparer les composants des systèmes homogènes à travers des méthodes mécaniques; Beaucoup moins s'il s'agit d'une substance ou d'un composé pur, dont les subdivisions sont obtenues par ses atomes élémentaires.

Par exemple, il est plus facile (ou rapide) de séparer les composants d'une pizza (système hétérogène) que ceux d'un café (système homogène).

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Dans le premier, il suffit d'utiliser les mains pour retirer les ingrédients; Tandis qu'avec le second, il aura besoin de plus que les mains pour séparer le café de l'eau.

Les méthodes varient en fonction de la complexité du système et de ses phases matérielles.

Évaporation

Il consiste à chauffer une solution jusqu'à ce que le solvant soit complètement évaporé, laissant le soluté sédimenté. Par conséquent, cette méthode est appliquée aux systèmes homogènes liquides solides.

Par exemple, en dissolvant un pigment dans un récipient avec de l'eau, au début, le système est hétérogène, car les cristaux de pigment ne se sont pas encore estompés tout au long du volume. Après un certain temps, toute l'eau devient la même couleur, ce qui indique une homogénéisation.

Pour récupérer le pigment ajouté, l'ensemble du volume d'eau doit être chauffé jusqu'à ce qu'il s'évapore. Ainsi, les molécules H₂o augmentent leur énergie cinétique moyenne grâce à l'énergie fournie par la chaleur. Cela implique qu'ils échappent à la phase gazeuse, laissant en arrière-plan (et sur les murs du récipient) cristaux de pigment.

Il en va de même pour l'eau de mer, à partir de laquelle leurs sels peuvent être extraits sous forme de pierres blanches lors du chauffage.

Rotaévaporation

Cette méthode rend possible la récupération des solvants organiques grâce à l'application du vide. Il est très utile, surtout lorsque des extractions d'huiles ou de graisses de matière organique sont effectuées.

De cette façon, le solvant peut être utilisé à nouveau pour faire de futures extractions. Ces expériences sont très courantes dans l'étude des huiles naturelles obtenues à partir de toute matière organique (graines, fleurs, écorce de fruits, etc.).

Distillation

La distillation vous permet de séparer les composants d'un système homogène liquide liquide. Il est basé sur la différence dans les points d'ébullition de chaque composant (Δt_EB)); Plus la différence est grande, plus il sera facile de les séparer.

Il nécessite une colonne de refroidissement qui favorise la condensation du fluide le plus volatil, qui s'écoulera ensuite vers une balle de collecte. Le type de distillation varie en fonction des valeurs ΔT_EB et des substances impliquées.

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Cette méthode est très utilisée lors de la purification des mélanges homogènes; comme, par exemple, récupérer un produit gazeux d'une réaction homogène. Cependant, il a également une application pour des mélanges hétérogènes, comme c'est le cas dans les processus de raffinage de l'huile d'huile pour obtenir des combustibles fossiles et d'autres produits.

Liquéfaction

Les systèmes homogènes gazeux sont composés de plus d'un type de molécules ou d'atomes gazeux, qui diffèrent dans leurs structures moléculaires, masses et radios atomiques.

Par conséquent, ils ont leurs propres propriétés physiques et se comportent différemment en raison d'une augmentation de la pression et de la diminution de la température.

Lorsque T et P varient, certains gaz ont tendance à interagir plus fortement que d'autres; avec suffisamment de résistance pour se condenser en phase liquide. Si, en revanche, l'intégralité du système condensé, alors la distillation des composants du condensat est utilisée.

Si A et B sont des gaz, par des moyens. De cette façon, des bits purs et B purs sont obtenus dans différents conteneurs (comme l'oxygène et l'azote liquide séparé).

Exemples de systèmes homogènes

Tous les jours

- Pâtes dentaires blancs.

- Vinaigre, alcool commercial, détergents liquides.

- Plasma sanguin.

- Air. 

- Boissons alcoolisées sans glace.

- Parfums.

- Juif, lait et miel. Cependant, au microscope, ce sont des systèmes hétérogènes, malgré un seul phase à l'œil nu.

- Tout objet solide avec des caractéristiques uniformes visibles, telles que la couleur, la luminosité, les dimensions, etc. Par exemple, des pépites symétriques et métalliques, ou des blocs à facettes d'un minéral ou d'un sel. Les miroirs entrent également dans le système homogène.

Produits chimiques

- Alliages en acier et en métal. Ses atomes métalliques sont disposés dans un arrangement cristallin où le lien métallique participe. 

- Toutes les solutions préparées à l'intérieur ou à l'extérieur du laboratoire.

- Hydrocarbures purs (butane, propane, cyclohexan, benzène, etc.).

- Toutes les synthèses ou les productions où les réactifs ou les matières premières sont en une seule phase.