異種システムは、宇宙の部分は、それらが二つ以上の区別可能な相を形成するように、原子、分子又はイオンにより占有することです。「宇宙の一部」とは、水滴、ボール、原子炉、岩と理解されます。そして、段階的に、固体、液体、気体のいずれであっても、凝集の状態またはモードに。
システムの異質性は、その定義によって知識の分野ごとに異なります。ただし、この概念には、料理と化学の多くの類似点があります。
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たとえば、上の画像のように、表面に食材が詰められたピザは、不均一なシステムです。同様に、サラダ、ナッツと穀物のミックス、または炭酸飲料も、不均一なシステムとしてカウントされます。
その要素は一見して表示され、手動で分離できることに注意してください。マヨネーズはどうですか？それとも牛乳？一見、それらは均一ですが、微視的には不均一なシステムです。より具体的には、それらはエマルジョンです。
化学では、成分は試薬、粒子、または調査中の物質で構成されます。相は、前記粒子の物理的な集合体にすぎず、相を特徴付けるすべての品質を提供します。したがって、アルコールの液相は水とは「挙動」が異なり、さらには液体水銀とは異なります。
特定のシステムでは、相が飽和糖溶液と同じくらい認識可能であり、バックグラウンドに結晶があります。それぞれが単独で均質として分類できます。水によって形成された相の上と、糖結晶から構成される固相です。
水糖系の場合、反応ではなく飽和について話します。他のシステムでは、物質の変換が存在します。簡単な例は、ナトリウムなどのアルカリ金属と水の混合物です。爆発性がありますが、最初は金属ナトリウムが水に囲まれています。
マヨネーズと同様に、化学には不均一系が巨視的に通過して均一になりますが、強力な顕微鏡の光の下では、それらの真の不均一相が輝きます。
異機種システムの特徴
不均一化学システムの特徴は何ですか？一般的には、次のようにリストされます。
-2つ以上のフェーズで構成されている。つまり、均一ではありません。
-それは一般に、次の相のペアのいずれかで構成できます：固-固、固-液、固-ガス、液-液、液-ガス; さらに、3つすべてを同じ固液ガスシステムに含めることができます。
-そのコンポーネントとフェーズは、最初は肉眼で区別できます。したがって、システムの特性から結論を導き出すには、システムを観察するだけで十分です。色、粘度、結晶の大きさ、形、臭いなど
-通常、熱力学的平衡、またはフェーズ内の粒子間または2つの異なるフェーズ間の粒子間の高親和性または低親和性が関係します。
-物理化学的特性は、システムの地域や方向によって異なります。したがって、たとえば、融点の値は、不均一な固体のある領域から別の領域に及ぶ可能性があります。また、（最も一般的なケース）比較すると、固体（液体または気体）全体で色または色相が変化します。
-それらは物質の混合物です。つまり、純粋な物質には適用されません。
観察度
観測のスケールまたは程度が変更されている場合、均質なシステムはすべて異種と見なすことができます。たとえば、純水で満たされたカラフは均質なシステムですが、その分子が観察されると、何百万ものそれらが独自の速度で存在します。
分子の観点から見ると、システムはH 2 O 分子のみであるため、引き続き均質ですが、観測レベルをさらに原子レベルに縮小すると、水は単一のタイプで構成されないため、不均質になります。原子が水素と酸素。
したがって、不均一な化学システムの特性は、観測の程度に依存します。微視的なスケールを考えると、多面的なシステムに出くわす可能性があります。
固体Aは、明らかに均一で色が銀であり、異なる金属（ABCDAB…）の複数の層で構成されているため、不均一である可能性があります。したがって、Aは巨視的には均一ですが、マイクロ（またはナノ）レベルでは不均一です。
同様に、同じ原子は、真空、電子、陽子、中性子、および他の素粒子（クォークなど）で構成されているため、不均一系です。
分類
次に、目に見える特徴または測定可能な特性を定義する巨視的な観察の程度を考慮すると、不均一な化学システムは次の方法で分類できます。
飽和溶液（液-液、液-固、液-ガス）
飽和溶液は、溶質が溶解し続けることができず、溶媒とは別の相を形成する一種の化学的不均一系です。水と砂糖の結晶の例は、この分類に分類されます。
溶媒分子は、溶質を収容または溶媒和できないポイントに到達します。次に、追加の溶質（固体または気体）がすぐに再集合して、固体または気泡を形成します。つまり、液体-固体または液体-気体システムです。
溶質は、特定の濃度まで溶媒と混和する液体であることもできます。そうでなければ、それらはすべての濃度で混和性であり、飽和溶液を形成しません。混和性とは、2つの液体の混合物が単一の均一な相を形成することが理解される。
一方、油と水の混合物の場合のように、液体溶質が溶媒と非混和性である場合、溶液に加えられた最小量が飽和します。その結果、2つの相が形成されます。1つは水性、もう1つは油性です。
沈殿した塩を含む溶液
いくつかの塩は、それらのイオン間の相互作用が非常に強く、水に解離できない結晶に再グループ化するため、溶解度のバランスを確立します。
このタイプの不均一系も液相と固相から成ります。しかし、飽和溶液とは異なり、溶質は沈殿に大量を必要としない塩です。
例えば、不飽和塩の2つの水溶液、一方はNaCl、もう一方はAgNO 3を混合すると、不溶性の塩AgClが沈殿します。塩化銀は、溶媒中で溶解度平衡を確立し、オフホワイトの固体が水性容器で観察される。
したがって、これらの溶液の特性は、形成される沈殿物の種類に依存します。一般に、クロム塩は非常にカラフルで、マンガン、鉄、またはいくつかの金属錯体のものも同様です。この沈殿物は、結晶性、アモルファス、またはゼラチン状の固体であり得る。
相転移
氷のブロックは均質なシステムを構成できますが、溶けると、液体の水の追加の相を形成します。したがって、物質の相転移も不均一系です。
さらに、一部の分子は氷の表面から蒸気相に脱出することができます。これは、程度は低いものの、液体の水は蒸気圧だけでなく氷も持っているという事実によるものです。
相転移の不均一系は、あらゆる物質（純粋または不純）に適用されます。したがって、溶けるすべての固体、または蒸発する液体は、このタイプのシステムに属します。
固体とガス
化学における不均一系の非常に一般的なクラスは、さまざまな成分を含む固体または気体です。たとえば、画像のピザはこの分類に該当します。そして、チーズ、パプリカ、アンチョビ、ハム、タマネギなどの代わりに、硫黄、石炭、リン、銅が含まれている場合、別の不均一な固体が存在します。
硫黄はその黄色で際立っています。黒い固体である石炭; 蛍光体は赤です。光沢のある金属銅。すべてが固体であるため、システムはフェーズで構成されていますが、いくつかのコンポーネントがあります。日常生活では、このタイプのシステムの例は計り知れません。
また、特に色や密度が異なる場合、ガスは不均一な混合物を形成する可能性があります。雲の中の水と同じように、非常に小さな粒子を運ぶことができます。サイズが大きくなると、可視光を吸収し、結果として雲が灰色に変わります。
不均一な固体ガスシステムの例は、非常に小さな炭素粒子で構成される煙です。このため、不完全燃焼による煙は黒っぽくなります。
分別方法
物理的または化学的特性の違いを利用して、不均一系の相または成分を分離できます。このようにして、元のシステムは均一な相のみが残るまで分画されます。より一般的な方法のいくつかは次のとおりです。
濾過
ろ過は、液体から固体または沈殿物を分離するために使用されます。したがって、ある程度の不純物はあるものの、2つのフェーズは分離することができます。このため、固体は一般に洗浄され、その後オーブンで乾燥されます。この手順は、真空を適用することによって、または単に重力によって行うことができます。
デカンテーション
この方法は、液体から固体を分離する場合にも役立ちます。それは、固体が一般に硬さが一貫していて、容器の底に完全に堆積しているという点で、以前のものと多少異なります。これを行うには、容器の口を適切な角度に傾けるだけで、液体が容器から流れ出ます。
同様に、デカンテーションにより、2つの液体を分離できます。つまり、液液システムです。この場合、分液漏斗が使用されます。
二相性混合物（2つの非混和性液体）が漏斗に移され、密度の低い液体が上部に配置されます。一方、密度が最も高いものは、下部で出口開口部と接触しています。
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上の画像は、分離または分離漏斗を表しています。このガラス製品は、液液抽出にも使用されます。つまり、溶解度がさらに高い別の液体を追加して、最初の液体から溶質を抽出します。
ふるい分け
ふるいは、異なるサイズの固体成分を分離するために使用されます。穀物をきれいにする、小麦粉を精製する、または濃厚なジュースから固形残留物を取り除くために、キッチン内にふるいを見つけることは非常に一般的です。化学では、大きな結晶から小さな結晶を分離するために使用できます。
着磁
この方法は、1つ以上のコンポーネントが磁石に引き付けられる固体-固体システムに使用されます。このようにして、磁石が強磁性元素を取り除くと、初期の不均一相が浄化されます。たとえば、磁化はブリキをゴミから分離するために使用されます。
遠心分離
遠心分離は、浮遊している固体を液体から分離します。粒子は均一に泳ぎ、液体の全容量を占めているため、ろ過できません。2つの相を分離するために、一定量の不均一な混合物に遠心力がかかり、遠心管の底に固体が沈殿します。
昇華
昇華分離法は揮発性固体にのみ適用されます。つまり、低温で蒸気圧が高い場合です。
不均一な混合物を加熱すると、揮発性固体が気相に脱出する。その用途の例は、ヨウ素または塩化アンモニウムで汚染されたサンプルの精製です。
例
これまでのところ、不均一な化学システムのいくつかの例が言及されています。それらを補足するために、追加のものを以下にリストし、化学的文脈以外のものをリストします：
-花崗岩、川の石、山、またはさまざまな色の鉱脈がある岩。
-ミネラルは、イオンで構成されたさまざまなタイプの固体構造で構成されているため、不均一系としてもカウントされます。その品質は、結晶構造のイオンと不純物の間の相互作用の産物です。
-ソフトドリンク。それらには液体ガス平衡があり、これは外部圧力を低下させることにより、溶解ガスの溶解度を低下させます。このため、覆いを開けると、多くの気泡（ガス状の溶質）が液体の表面に向かって上昇します。
-異なる段階の試薬を含み、より高い反応速度を保証するためにマグネチックスターラーが必要な反応媒体。
-不均一系触媒。これらの固体は、反応物間の接触が促進される表面または細孔上にサイトを提供し、それらは反応に介入したり、反応の不可逆的な変換を受けたりしません。
-フリーズ壁、モザイク壁、または建物の建築設計。
-多くの味の多層ゼラチン。
-ルービックキューブ。
参考文献
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