ระบบลักษณะเอกพันธ์การจำแนกประเภทวิธีการแยกส่วน

ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน มันเป็นส่วนหนึ่งของเอกภพที่ประกอบไปด้วยสสารเฟสเดียว มันอาจเป็นเฟสที่เหมือนกันโดยสิ้นเชิงหรือประกอบด้วยองค์ประกอบที่เรียงลำดับและสมมาตรซึ่งสำหรับกรณีของระบบเคมีที่เป็นเนื้อเดียวกันคืออนุภาค (โมเลกุลอะตอมอะตอมไอออน ฯลฯ ).

ธรรมชาติมีแนวโน้มผ่านกลไกที่ไม่แน่นอนหรือเป็นที่รู้จักกันดีในการรวมคุณสมบัติบางอย่างหรือทั้งระบบเข้าด้วยกัน บนโลกมีวงออร์เคสตร้าสมดุลระหว่างระบบเอกพันธ์และ heterogeneous ซึ่งถือเป็นวิธีการสำรวจด้วยสายตา.

นั่นคือในครั้งแรกที่ดวงตามีคุณสมบัติถ้าระบบ (วัตถุหรือพื้นที่ใด ๆ ) เป็นเนื้อเดียวกันหรือไม่ หากเป็นเพียงผิวเผินขั้นตอนต่อไปคือการถามว่าการจัดองค์ประกอบของมันเป็นอย่างไรและการจัดเรียงองค์ประกอบอย่างไร ด้วยสิ่งนี้ในใจมันสามารถยืนยันได้หรือไม่ (มีความแน่นอน) ถ้าระบบแสดงความเป็นเนื้อเดียวกันในคุณสมบัติของมัน.

ตัวอย่างเช่นในภาพด้านบนคุณมีภาพถ้วยกาแฟจานและน้ำตาลห่อด้วยใบหน้าที่มีความสุข หากคุณพิจารณาองค์ประกอบทั้งสามนี้เพื่อการศึกษาระบบจะแตกต่างกัน แต่ถ้าคุณศึกษาเฉพาะกาแฟดำในถ้วยคุณจะพูดในกรณีของระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน.

ทำไม? เพราะตั้งแต่แรกเห็นกาแฟดำดูเหมือนผิวที่สม่ำเสมอและคุณอาจคิดว่ามันอยู่ข้างในด้วย หากเติมน้ำตาลโดยไม่ต้องกวนก็จะตกลงไปที่ด้านล่างของถ้วยและระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันเริ่มต้นจะกลายเป็นที่แตกต่างกัน.

อย่างไรก็ตามหากกาแฟถูกกวนจนน้ำตาลละลายอย่างสมบูรณ์ความสม่ำเสมอของมันจะกลับมาแม้ว่าจะมีคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสใหม่ แต่ตอนนี้มันก็หวานขึ้นกว่าเดิม เพื่อให้เป็นเนื้อเดียวกันกาแฟทุกหยดที่สกัดจากมุมใด ๆ ของถ้วยต้องรู้เหมือนกันทุกประการ.

ในอีกทางหนึ่งคุณสามารถเปรียบเทียบกาแฟดำกับพื้นผิวฟองหนึ่ง ประการที่สองจะเป็นเนื้อเดียวกันน้อยกว่าครั้งแรกเนื่องจากมันไม่มีการกระจายอย่างสม่ำเสมอของฟองอากาศ แต่ถ้ากาแฟทั้งสองมีรสชาติเหมือนกันและพวกเขาขาดผลึกน้ำตาล (ตัวแปรที่สำคัญกว่า) แล้วทั้งสองก็เป็นเนื้อเดียวกัน.

กาแฟที่มีวิปปิ้งครีมหรือภาพวาดศิลปะบนพื้นผิวของพวกเขาสามารถนำมาใช้โดยระบบที่แตกต่างกัน (แม้ว่าส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันด้วยความเคารพกาแฟ).

ดัชนี

• 1 ลักษณะของระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน
  • 1.1 กระดานหมากรุกและความเป็นส่วนตัว
• 2 การจำแนกประเภท
  • 2.1 โซลูชั่น
  • 2.2 สารบริสุทธิ์
  • 2.3 ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน
• 3 วิธีการแยกส่วน
  • 3.1 การระเหย
  • 3.2 การกลั่น
  • 3.3 การทำให้เป็นของเหลว
• 4 ตัวอย่าง
  • 4.1 ของชีวิตประจำวัน
  • 4.2 สารเคมี
• 5 อ้างอิง

ลักษณะของระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันควรมีลักษณะอย่างไร? 

-ต้องมีเฟสวัสดุเดียว (ของเหลวของแข็งหรือก๊าซ).

-เมื่อพูดถึงส่วนผสมส่วนประกอบของมันจะต้องสามารถก่อตัวเป็นเฟสเดียวได้ นี่คือกรณีของกาแฟและน้ำตาล หากมีผลึกน้ำตาลที่ด้านล่างของถ้วยหรือถ้วยโดยไม่ละลายพวกเขาจะเป็นระยะที่สอง.

-คุณสมบัติที่เข้มข้น (ความหนาแน่นความหนืดปริมาตรโมลจุดเดือด ฯลฯ ) จะต้องเหมือนกันทุกจุดในระบบ นอกจากนี้ยังใช้กับคุณสมบัติทางประสาทสัมผัส (รสสีกลิ่น ฯลฯ ) ดังนั้นเมอแรงค์ของรสชาติเดียวจึงเป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันตราบใดที่ไม่มีองค์ประกอบอื่น (เช่นผลไม้สับ).

-ส่วนประกอบของสารผสมของพวกเขาถูกสั่งในพื้นที่ในลักษณะที่เป็นเนื้อเดียวกันและสมมาตร.

กระดานหมากรุกและความเป็นส่วนตัว

ลักษณะสุดท้ายสามารถกระตุ้นความสับสนและมุมมอง.

ยกตัวอย่างเช่นกระดานหมากรุก (ที่ไม่มีส่วนใด) แสดงถึงจุดที่มีความคิดเห็นต่าง ๆ เกิดขึ้น มันเหมือนกันหรือต่างกัน? และถ้าสี่เหลี่ยมสีดำและสีขาวสลับกันเป็นแถว (หนึ่งสีขาว, สีดำหนึ่งอันและอื่น ๆ ) การตอบสนองในสถานการณ์นั้นคืออะไร??

เนื่องจากสแควร์สแตกต่างจากกันตามสีนี่คือตัวแปรหลัก มีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดระหว่างสีขาวและสีดำซึ่งสลับกันทั่วกระดาน.

แต่ละสีแสดงถึงส่วนประกอบและส่วนผสมนั้นเป็นเนื้อเดียวกันถ้าการจัดการทางกายภาพของมันนั้นมุ่งเน้นไปในลักษณะที่จะลดความแตกต่างของคุณสมบัติของมัน ดังนั้นสีควรจัดเรียงอย่างสม่ำเสมอและเป็นไปได้มากที่สุด.

จากเหตุผลนี้กระดานหมากรุกจึงมีความเหมือนกันเพราะแม้จะมีความแตกต่างกันในแง่ของสี ในขณะที่มีการแสดงสีในแถว "เฟสสีดำและสีขาว" จะเห็นได้ชัดซึ่งจะเทียบเท่ากับการมีสองขั้นตอนและเข้าสู่คำจำกัดความของระบบที่แตกต่างกัน.

การจัดหมวดหมู่

ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันสามารถมีการจำแนกประเภทจำนวนมากซึ่งขึ้นอยู่กับสาขาของความรู้ที่พวกเขาอยู่ ในทางเคมีมันไม่เพียงพอที่จะสังเกตระบบอย่างเผินๆ แต่เพื่อค้นหาว่ามีอนุภาคใดบ้างที่ทำขึ้นและสิ่งที่พวกมันทำอยู่.

การแก้ปัญหา

สารละลายที่ไม่อิ่มตัวนั้นเป็นของผสมหรือระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันไม่เพียง แต่ในวิชาเคมี แต่ในชีวิตประจำวัน ทะเลและมหาสมุทรเป็นฝูงเกลือขนาดมหึมาที่ไม่อิ่มตัว โมเลกุลของตัวทำละลายซึ่งปกติจะอยู่ในสถานะของเหลวล้อมรอบโมเลกุลของตัวทำละลายและป้องกันไม่ให้ถูกเพิ่มลงในรูปแบบของแข็งหรือฟอง.

โซลูชันเกือบทั้งหมดจัดอยู่ในประเภทนี้ แอลกอฮอล์, กรด, เบส, ส่วนผสมของตัวทำละลายอินทรีย์สารละลายตัวบ่งชี้หรือรีเอเจนต์โลหะทรานซิชัน ทั้งหมดอยู่ในลูกโป่งปริมาตรหรือภาชนะแก้วหรือพลาสติกจัดเป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน.

เมื่อพิจารณาถึงการก่อตัวของเฟสที่สองในโซลูชันเหล่านี้ระบบจะไม่เป็นเนื้อเดียวกันอีกต่อไป.

สารบริสุทธิ์

ข้างต้นวลี "แอลกอฮอล์ที่ไม่บริสุทธิ์" ถูกเขียนขึ้นซึ่งหมายความว่าพวกเขามักจะผสมกับน้ำ อย่างไรก็ตามแอลกอฮอล์บริสุทธิ์รวมถึงสารประกอบของเหลวอื่น ๆ เป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน สิ่งนี้ไม่เพียงใช้กับของเหลว แต่ยังรวมถึงของแข็งและก๊าซด้วย.

ทำไม? เพราะเมื่อคุณมีอนุภาคเพียงชนิดเดียวในระบบคุณพูดถึงความเป็นเนื้อเดียวกันสูง ทั้งหมดเท่ากันและการเปลี่ยนแปลงเพียงอย่างเดียวคือวิธีที่พวกเขาสั่นสะเทือนหรือเคลื่อนไหว; แต่ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางกายภาพหรือทางเคมีของมันไม่มีความแตกต่างในส่วนใด ๆ ของระบบ.

ซึ่งหมายความว่าก้อนเหล็กบริสุทธิ์เป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันเพราะมันมีเพียงอะตอมเหล็ก หากส่วนใดส่วนหนึ่งของจุดยอดของมันถูกลบออกและคุณสมบัติของมันถูกกำหนดผลลัพธ์เดียวกันก็จะได้รับ นั่นคือความสม่ำเสมอของคุณสมบัติของมัน.

ถ้ามันไม่บริสุทธิ์คุณสมบัติของมันจะแกว่งไปมาในช่วงของค่า นี่คือผลกระทบของสิ่งสกปรกที่มีต่อเหล็กและต่อสารหรือสารประกอบอื่น ๆ.

หากในอีกทางหนึ่งก้อนเหล็กมีชิ้นส่วนออกซิไดซ์ (สีแดง) และชิ้นส่วนโลหะ (สีเทา) นั่นก็เป็นระบบที่แตกต่างกัน.

ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันอาจเป็นระบบเคมีที่สำคัญที่สุดที่เป็นเนื้อเดียวกัน รีเอเจนต์ทั้งหมดอยู่ในเฟสเดียวกันโดยเฉพาะของเหลวหรือก๊าซ มีการสัมผัสและการชนของโมเลกุลระหว่างสารตั้งต้นมากขึ้น.

เนื่องจากมีเพียงเฟสเดียวอนุภาคจึงเคลื่อนที่ด้วยอิสระและความเร็วที่มากขึ้น ในด้านหนึ่งนี่คือผลประโยชน์ที่ดี; แต่ในอีกด้านหนึ่งสามารถสร้างผลิตภัณฑ์ที่ไม่พึงประสงค์หรือรีเอเจนต์เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วจนไม่เกิดการชนอย่างมีประสิทธิภาพ.

ปฏิกิริยาของก๊าซร้อนกับออกซิเจนเพื่อทำให้เกิดไฟเป็นตัวอย่างที่เป็นสัญลักษณ์ของปฏิกิริยาประเภทนี้.

ระบบอื่นที่เกี่ยวข้องกับรีเอเจนต์ที่มีเฟสแตกต่างกันเช่นเดียวกับการเกิดออกซิเดชันของโลหะถือเป็นปฏิกิริยาที่ต่างกัน.

วิธีการแยกส่วน

ตามหลักการให้ความสม่ำเสมอมันเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกส่วนประกอบของระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยวิธีการทางกล น้อยกว่ามากถ้ามันเป็นสารบริสุทธิ์หรือสารประกอบจากการที่มีการแยกส่วนอะตอมองค์ประกอบของมัน.

ตัวอย่างเช่นมันจะง่ายกว่า (หรือเร็วกว่า) ในการแยกส่วนประกอบของพิซซ่า (ระบบที่แตกต่างกัน) ออกจากกาแฟ (ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน) ในตอนแรกมันเพียงพอที่จะใช้มือเพื่อลบส่วนผสม; ในขณะที่อันดับที่สองจะใช้เวลามากกว่ามือในการแยกกาแฟออกจากน้ำ.

วิธีการที่แตกต่างกันไปตามความซับซ้อนของระบบและขั้นตอนของวัสดุ.

การระเหย

การระเหยประกอบด้วยการให้ความร้อนแก่สารละลายจนกระทั่งตัวทำละลายระเหยออกไปอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นวิธีนี้จึงถูกนำไปใช้กับระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันกับของเหลว.

ตัวอย่างเช่นเมื่อละลายเม็ดสีในภาชนะบรรจุน้ำในตอนแรกระบบจะแตกต่างกันเนื่องจากผลึกเม็ดสียังไม่กระจายไปทั่วปริมาตร หลังจากผ่านไปครู่หนึ่งน้ำทั้งหมดจะกลายเป็นสีเดียวกันซึ่งบ่งบอกถึงการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน.

ในการกู้คืนเม็ดสีที่เพิ่มเข้ามาปริมาณของน้ำทั้งหมดจะต้องได้รับความร้อนจนกว่าจะระเหย ดังนั้นโมเลกุล H₂หรือพวกเขาเพิ่มพลังงานจลน์เฉลี่ยโดยขอบคุณพลังงานที่ให้จากความร้อน สิ่งนี้นำไปสู่การหลบหนีไปยังขั้นตอนของแก๊สทิ้งไว้ที่ด้านล่าง (และบนผนังของภาชนะบรรจุ) เม็ดสีคริสตัล.

สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับน้ำทะเลซึ่งเกลือสามารถถูกแยกออกเป็นหินสีขาวเมื่อถูกความร้อน.

ในอีกทางหนึ่งการระเหยยังใช้เพื่อกำจัดตัวละลายที่ระเหยได้เป็นโมเลกุลของก๊าซ (O₂, CO₂, ยังไม่มีข้อความ₂, ฯลฯ ) เมื่อสารละลายถูกทำให้ร้อนก๊าซจะเริ่มรวมตัวเป็นฟองซึ่งหากความดันเกินกว่าภายนอกจะเกิดการหลุดรอดของของเหลว.

ระเหยแบบหมุน

วิธีนี้ทำให้การกู้คืนตัวทำละลายอินทรีย์ผ่านการใช้สูญญากาศ มันมีประโยชน์มากโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสกัดน้ำมันหรือไขมันจากสารอินทรีย์.

ด้วยวิธีนี้ตัวทำละลายสามารถนำกลับมาใช้ใหม่สำหรับการสกัดในอนาคต การทดลองเหล่านี้เป็นเรื่องธรรมดาในการศึกษาน้ำมันธรรมชาติที่ได้จากอินทรียวัตถุ (เช่นเมล็ดเมล็ดดอกไม้เปลือกผลไม้ ฯลฯ ).

การกลั่น

การกลั่นช่วยให้สามารถแยกส่วนประกอบของระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันกับของเหลว มันขึ้นอยู่กับความแตกต่างของจุดเดือดของแต่ละองค์ประกอบ (ΔT_EB); ยิ่งมีความแตกต่างมากเท่าไหร่ก็ยิ่งจะแยกได้ง่ายเท่านั้น.

มันต้องการคอลัมน์ระบายความร้อนที่ส่งเสริมการรวมตัวของของเหลวที่ระเหยได้มากที่สุดซึ่งจะไหลลงสู่บอลลูนสะสม ประเภทของการกลั่นแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับค่าของΔT_EB และสารที่เกี่ยวข้อง.

วิธีนี้เป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำให้บริสุทธิ์ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ตัวอย่างเช่นการกู้คืนผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซจากปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน อย่างไรก็ตามยังมีการประยุกต์ใช้สารผสมต่างชนิดเช่นที่เกิดขึ้นในกระบวนการกลั่นน้ำมันดิบเพื่อรับเชื้อเพลิงฟอสซิลและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ.

การทำให้เหลว

แล้วระบบก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันล่ะ? พวกเขาประกอบด้วยมากกว่าหนึ่งประเภทของโมเลกุลหรืออะตอมของก๊าซซึ่งแตกต่างในโครงสร้างโมเลกุลของพวกเขามวลและรัศมีอะตอม.

ดังนั้นพวกเขาจึงมีคุณสมบัติทางกายภาพของตัวเองและมีพฤติกรรมแตกต่างกันเมื่อเผชิญกับแรงกดดันที่เพิ่มขึ้นและอุณหภูมิที่ลดลง.

เมื่อทั้ง T และ P แตกต่างกันไปก๊าซบางชนิดมีแนวโน้มที่จะมีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงมากกว่าก๊าซชนิดอื่น มีกำลังเพียงพอที่จะควบแน่นในสถานะของเหลว หากในทางกลับกันระบบทั้งหมดควบแน่นแล้วการกลั่นส่วนประกอบคอนเดนเสทก็จะใช้.

ถ้า A และ B เป็นก๊าซโดยการทำให้เป็นของเหลวพวกเขาควบแน่นในส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งจะถูกกลั่นกลั่น ด้วยวิธีนี้ได้รับ A และ B บริสุทธิ์ในภาชนะต่าง ๆ (เช่นออกซิเจนเหลวและไนโตรเจนแยกต่างหาก).

ตัวอย่าง

ตัวอย่างเพิ่มเติมอื่น ๆ ของระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันแสดงอยู่ด้านล่าง.

ของชีวิตประจำวัน

-ยาสีฟันสีขาว.

-น้ำส้มสายชูรวมถึงแอลกอฮอล์เชิงพาณิชย์และน้ำยาซักผ้า.

-พลาสม่าในเลือด.

-อากาศ เมฆถือได้ว่าเป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันแม้ว่ามันจะมีหยดน้ำขนาดเล็ก.

-เครื่องดื่มที่ไม่มีแอลกอฮอล์.

-น้ำหอม.

-เจลาตินนมและน้ำผึ้ง อย่างไรก็ตามกล้องจุลทรรศน์พวกเขาเป็นระบบที่แตกต่างกันแม้จะแสดงเฟสเดียวกับตาเปล่า.

-วัตถุที่เป็นของแข็งใด ๆ ที่มีลักษณะที่มองเห็นได้อย่างสม่ำเสมอเช่นสีความสว่างขนาด ฯลฯ ตัวอย่างเช่นนักเก็ตสมมาตรและโลหะหรือบล็อกเหลี่ยมมุมของแร่หรือเกลือ กระจกก็ตกอยู่ในวัตถุประเภทนี้เช่นกัน.

สารเคมี

-โลหะผสมเหล็กและโลหะ อะตอมโลหะของมันถูกจัดเรียงในรูปแบบผลึกที่พันธะโลหะมีส่วนร่วม ถ้าการกระจายตัวของอะตอมมีความสม่ำเสมอโดยไม่มี "เลเยอร์" ของอะตอมของโลหะ X หรือ Y.

-โซลูชันทั้งหมดจัดทำขึ้นภายในหรือภายนอกห้องปฏิบัติการ.

-ไฮโดรคาร์บอนบริสุทธิ์ (บิวเทนโพรเพนไซโคลเฮกเซนเบนซิน ฯลฯ ).

-การสังเคราะห์หรือการผลิตทั้งหมดที่รีเอเจนต์หรือวัตถุดิบอยู่ในเฟสเดียว.

ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ปฏิกิริยาบางอย่างจะเร่งโดยการเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งเป็นสารที่มีส่วนร่วมตามกลไกที่เฉพาะเจาะจงมากในช่วงเดียวกันของสารตั้งต้น นั่นคือในปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสารละลายน้ำตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้จะต้องละลายได้.

โดยทั่วไปการเร่งปฏิกิริยาเอกพันธ์เป็นทางเลือกที่ดีถึงแม้จะไม่กระฉับกระเฉงและไม่เสถียร.

การอ้างอิง

1. บรรณาธิการสารานุกรมบริแทนนิกา (2018) ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน สารานุกรมบริแทนนิกา ดึงมาจาก: britannica.com
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24 กันยายน 2018) ความแตกต่างระหว่างส่วนผสมที่ต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกัน ดึงมาจาก: thoughtco.com
3. Chemicool (2017) คำจำกัดความของเนื้อเดียวกัน ดึงมาจาก: chemicool.com
4. LoveToKnow (2018) ตัวอย่างของส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน สืบค้นจาก: example.yourdictionary.com
5. ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ ( N.d. ) เคมี: ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน กู้คืนจาก: saberdeciencias.com
6. ศ. Lic. Naso C. (s.f. ) ส่วนผสมและการแก้ปัญหา [PDF] ดึงจาก: cam.educaciondigital.net
7. Brazil R. (20 เมษายน 2018) การรวมตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและ heterogeneous ดึงมาจาก: chemistryworld.com