特徴的な均質システム、分類、分別方法



A 均質系 それは物質の単相からなる宇宙のその部分です。それは、完全に均一な相であり得るか、または均一な化学系の場合には粒子（分子、原子、イオンなど）である規則正しく対称的な元素の混合物からなり得る。.

自然は、不確かな、あるいはよく知られているメカニズムを通して、いくつかの特性またはシステム全体を均質化する傾向があります。地球上では、均質系と不均質系との間に平衡的なオーケストラがあり、それは視覚的探査によってそのように考えられている.

つまり、最初の例では、システム（任意のオブジェクトまたは空間）が同質であるかどうかにかかわらず、目は適格です。それが表面的なものであれば、次のステップはその構成がどのようなもので、その要素がどのように配置されているかを尋ねることです。このことを念頭に置いて、システムがその特性に均質性を示す場合、それは（確実に）確認されてもされなくてもよい。.

たとえば、上の図では、コーヒーカップ、皿、そして砂糖を包んで幸せそうな顔をしています。あなたが研究のためにこれらの3つの要素を考慮するならば、それからシステムは異質であろう、しかしあなたがカップの中のブラックコーヒーだけを研究するなら、あなたは同質のシステムのこの場合話す.

なんで？一見したところ、ブラックコーヒーは一様な表面に見え、それも内側にあると思うかもしれません。攪拌しないで砂糖を加えた場合、それはカップの底に沈殿し、そして最初の均質系は不均質になるだろう。.

しかし、砂糖が完全に溶けるまでコーヒーをかき混ぜると、その均質性は元に戻りますが、新しい官能的性質により、以前より甘くなりました。均質であるためには、カップの隅から抽出された一杯のコーヒーは全く同じものでなければなりません。.

その一方で、あなたはブラックコーヒーのカップと泡立つ表面の1つを比較することができます。それはその気泡の一様な分布を持たないので、二番目のものは最初のものよりも均質性が低いであろう。しかし、2つのコーヒーが同じ味を持ち、それらが砂糖の結晶（より重要な変数）を欠いているならば、両方とも等しく均質です。.

ホイップクリーム、または表面に芸術的な絵が描かれたコーヒーは、不均一系で摂取することができます（ただし、混合物はコーヒーに対して均一です）。.

索引

  • 1均質システムの特徴
    • 1.1チェス盤と主観
  • 2分類
    • 2.1ソリューション
    • 2.2純粋な物質
    • 2.3均一反応
  • 3分別法
    • 3.1蒸発
    • 3.2蒸留
    • 3.3液化
  • 4例
    • 4.1日常生活の
    • 4.2化学薬品
  • 5参考文献

均質系の特性

均質システムはどのような特性を持つべきですか? 

-単一の物質相（液体、固体、または気体）を持っている必要があります.

-それが混合物になると、その成分は単一の均一相を形成できなければならない。これはコーヒーと砂糖の場合です。溶けずにカップまたはカップの底に砂糖の結晶がある場合、それらは第二相を構成します。.

-それらの強力な性質（密度、粘度、モル体積、沸点など）は系内の全ての点で同じでなければならない。これは官能的性質（味、色、香りなど）にも当てはまります。したがって、単一の風味のメレンゲは、それが別の要素（刻んだ果物のように）を持たない限り、均一系である。.

-それらの混合物の成分は、均一かつ対称的な方法で空間内で順序付けられています.

チェス盤と主観

最後の特性は混乱と視点を引き起こす可能性があります.

たとえば、チェス盤（駒なし）は、それについてさまざまな意見が表れる点を表しています。同種か異種か？黒と白の四角形が交互に並んでいる場合（白、黒など）、そのシナリオではどうなりますか？?

正方形は色によって互いに異なるので、これが主な変数です。白と黒の間には顕著な違いがあります。.

各色は成分を表し、その物理的配置がその特性の差を最小にするように配向されている場合、混合物は均質である。したがって、色はできるだけ均一で対称的に配置する必要があります。.

この理由から、チェス盤は均質です。なぜなら、色に関して異質であるにもかかわらず、その差は一様に変化するからです。色が行に表示されている間は、「白黒の相」が明らかになります。これは、2つの相を持ち、異種システムの定義を入力することと同じです。.

分類

同種システムは多くの分類を持つことができ、それらはそれらが属する知識のどの部分に属するかに依存します。化学では、システムを表面的に観察するのではなく、どの粒子がそれを構成しているのか、そしてそれらがその中で何をしているのかを見つけるだけでは不十分です。.

ソリューション

不飽和溶液は、化学だけでなく日常生活にも存在する混合物または均質系です。海と海は巨大な塩分不飽和水です。通常液相の溶媒分子は溶質分子を囲み、それらが固体または気泡を形成するために添加されるのを防ぎます。.

ほとんどすべての解決策がこの分類に入ります。不純なアルコール、酸、塩基、有機溶媒の混合物、指示薬溶液または遷移金属試薬。すべて均質なシステムとして分類される、体積測定用のバルーン、ガラス製またはプラスチック製の容器に収納.

これらの解決法のうちの１つにおいて第２相の形成が低いことを考えると、系はもはや均質ではない.

純粋な物質

上記では、「不純なアルコール」という語句が書かれていましたが、これはそれらが通常水と混ざっていることを意味します。しかしながら、純粋なアルコールは、他の液体化合物と同様に、均一系である。これは液体だけでなく、固体や気体にも当てはまります。.

なんで？システム内に1種類の粒子しかない場合は、均質性が高いと言えます。すべてが等しく、唯一の変化はそれらが振動するか動く方法にあります。しかし、その物理的または化学的特性に関しては、システムのどの部分にも違いはありません。.

これは純粋な鉄の立方体は鉄の原子しか持っていないので均質系であることを意味します。その頂点のいずれかのフラグメントを削除してそのプロパティを決定すると、同じ結果が得られます。つまり、その特性の均一性が満たされている.

それが不純であるならば、その特性は値の範囲内で変動するでしょう。これは鉄に対する、そして他の物質や化合物に対する不純物の影響です。.

一方、鉄の立方体に酸化部分（赤）と金属部分（灰色がかった色）がある場合、それは不均一系です。.

均一反応

均一系反応はおそらく最も重要な均一系化学系である。それらの中で、すべての試薬、特に液体または気体は同じ相にあります。それらは反応物間のより大きい接触および分子衝突によって特徴付けられる.

一相しかないので、粒子はより大きな自由度と速度で動く。一方でこれは大きな利点です。しかし一方では、不要な生成物が形成されたり、一部の試薬が非常に速く移動して効率的に衝突しないことがあります。.

高温ガスと酸素の反応による火災の発生は、この種の反応の象徴的な例です。.

金属の酸化で起こるような、異なる相を有する試薬を含む他のいかなる系も、不均一反応と見なされる。.

分別方法

原則として、その均一性を考えると、均質系の成分を機械的方法で分離することは不可能である。純粋な物質または化合物であれば、その分画からその元素原子が得られます。.

たとえば、コーヒーの成分（均一系）よりもピザの成分（異種系）を分離する方が簡単（または早い）です。最初の手では、手で成分を取り除きます。 2つ目は、水とコーヒーを分けるのに手以上の時間がかかります.

方法は、システムの複雑さとその重要なフェーズによって異なります.

蒸発

蒸発は、溶媒が完全に蒸発するまで溶液を加熱し、溶質を沈降させることからなる。したがって、この方法は均質液固系に適用されます。.

例えば、顔料を水の容器に溶解するとき、顔料結晶は体積全体にまだ拡散していないので、最初は系は不均一である。しばらくすると、すべての水が同じ色になります。これは均質化を示しています。.

添加された顔料を回収するためには、蒸発するまで全体積の水を加熱しなければならない。したがって、H分子2あるいは、熱によって供給されるエネルギーのおかげで平均運動エネルギーが増加します。これにより、気相への脱出が起こり、底部（および容器の壁）に顔料結晶が残る。.

海水でも同じことが起こり、そこから加熱するとその塩は白い石として抽出されます。.

一方、蒸発は揮発性溶質を気体分子として除去するためにも使われます。2, CO2, N2, など）。溶液が加熱されると、気体が集まり始めて気泡を形成し、その圧力が外部の圧力を超えると、液体から逃げるために上昇する.

回転蒸発

この方法は真空を適用することにより有機溶媒の回収を可能にする。特に有機物から油脂を抽出する場合に非常に便利です。.

このようにして、溶媒は将来の抽出のために再利用することができる。これらの実験は、あらゆる有機物（単なるもの、種子、花、フルーツの殻など）から得られる天然油の研究に非常に一般的です。.

蒸留

蒸留は、液 - 液均一系の成分を分離することを可能にする。各成分の沸点の差（ΔTeb;差が大きいほど、それらを分離するのは簡単になります。.

それは最も揮発性の液体の凝縮を促進する冷却カラムを必要とし、それは次に収集バルーンに流れ込むであろう。蒸留の種類は、ΔＴの値によって変わる。eb そして関係する物質.

この方法は、均質混合物を精製するときに非常によく使用されます。例えば、均質反応からガス状生成物を回収すること。しかしながら、化石燃料および他の製品を得るための原油の精製プロセスにおいて生じるように、それは不均一混合物のための用途も有する。.

液化

そして均質気体系はどうでしょうか。それらは、それらの分子構造、質量、および原子半径が異なる、複数の種類の分子または気体原子で構成されています。.

それ故、それらはそれら自身の物理的性質を有しそして圧力の増加及び温度の低下に直面して異なって挙動する。.

TとPの両方が変化すると、一部のガスは他のガスよりも強く相互作用する傾向があります。液相で凝縮するのに十分な力で。他方、全系が凝縮すると、凝縮成分の蒸留は次のように行われる。.

ＡおよびＢが気体である場合、液化によりそれらは均質混合物に凝縮し、次いでこれを蒸留にかける。このようにして、純粋なAとBが別々の容器（別々の液体酸素と窒素など）で得られます。.

例

均質系の他のさらなる例を以下に列挙する。.

日常の

-白い歯磨き粉.

-酢、ならびに市販のアルコールおよび液体洗剤.

-血漿.

-空気雲は、均質なシステムと見なすこともできますが、実際には微小な水滴が含まれています。.

-氷なしのアルコール飲料.

-香水.

-ゼラチン、牛乳、蜂蜜。しかし、顕微鏡的には、肉眼で単相を示すにもかかわらず、それらは不均一系です。.

-色、明るさ、寸法など、均一な可視特性を持つ任意の立体物例えば、対称的で金属的なナゲット、あるいは鉱物や塩の多面的なブロック。ミラーもこの範囲のオブジェクトに含まれます.

化学薬品

-鋼と金属の合金その金属原子は、金属結合が関与する結晶配列に配置されています。金属XまたはYの原子の「層」がなくても、原子の分布が均一である場合.

-実験室の内外で調製されたすべての溶液.

-純粋な炭化水素（ブタン、プロパン、シクロヘキサン、ベンゼンなど）.

-試薬または原料が単一相にあるすべての合成または生産.

均一系触媒

いくつかの反応は、均一系触媒の添加によって促進され、これは反応物の同じ相に非常に特異的なメカニズムに従って関与する物質である。すなわち、水溶液中で行われる反応において、これらの触媒は可溶性でなければならない。.

一般に、均一系触媒作用は非常に選択的であるが、あまり活性でも安定でもない。.

参考文献

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