Heterogena ravnotežja

Heterogeni sistem, v nasprotju s homogenim, je fizikalno-kemijski sistem, v katerem so faze, ki se razlikujejo po fizičnih lastnostih. To pomeni, da so v njej deli, ki so drugačni agregatne države in sestavo elementov. Ena faza takšnega sistema je ločena od druge z mejo, prehod skozi katerega povzroči kakovosten preskok pri spremembi fizikalno-kemijskih lastnosti sistema (snovi). Takšni spremenljivi parametri so lahko oblika in struktura kristalne rešetke, gostota snovi, njegova sestava, elektromagnetno polje in drugo.

Tako v heterogenem sistemu obstaja vsaj mehanska ločitev faz. Primeri takšnih sistemov so voda in pare, ki imajo različne agregatne stanje, olje in vodo, ki sta v isti posodi, drugačna sestava in drugi. Pogosto je nemogoče oblikovati jasno mejo med homogenim in heterogenim sistemom, saj je težko določiti mejo prehoda med fazami. Na primer, v mehanskih suspenzijah ta meja zasedajo koloidi, v njih pa so tudi minutni delci raztopljene snovi. Po eni strani je to homogeni sistem, ker so velikosti delcev tako majhne, ​​da je njihova velikost mogoče zanemariti. Po drugi strani pa, čeprav na atomski ravni, vendar je snov v njih še vedno prisotna, v tem primeru lahko tak sistem obravnavamo kot heterogeno.

Najpomembnejši parameter, ki označuje načelo heterogenosti, je heterogena ravnotežja. Razmislite o pomenu tega pojava z uporabo vodnih raztopin kot primera. V njih imajo heterogene ravnovesje take lastnosti, ki obsegajo prenos delcev skozi mejo fazne meje, vsaj v dveh sosednjih fazah. Ta opis se bomo dotaknili le majhen krog teh pojavov, ki so najpomembnejši z vidika njihove praktične uporabe. S svojimi lastnostmi so heterogene ravnovesje precej raznolike in zato potekajo v kemijskih tehnoloških procesih in so zanimive z vidika teoretične analize v fizikalni kemiji.

V praktičnem ravninskem interesu, predvsem sistemih, kot je trdno-tekoča faza (oborina - nasičena raztopina). Takšen sistem je pomemben, ker v praksi številne kemične tehnologije temeljijo na ločevanju ene snovi od druge. Poleg tega so pomembni povratni procesi, kjer imajo heterogene ravnovesje veliko vlogo. Ti vključujejo reakcijo prevajanja slabo topnih spojin v raztopine.

Drug sistem - trdna faza - tekoča raztopina temelji na pojavu ionske izmenjave. To je kemični fenomen Pogosto je v tehnologiji za čiščenje vodnih raztopin iz različnih vrst nečistoč in se uporablja, kadar je potrebno ločiti snovi drug od drugega. V tem primeru obstajajo heterogene ravnovesje v raztopine elektrolitov, so pomembne, ker so konvencionalne kemične metode za ločevanje spojin neučinkovite. Praktično izvedbo takšnih prehodov zagotavlja ionska izmenjava, ki poteka na površini ionskih izmenjevalcev med elektrolitsko reakcijo.

Tretji sistem, ki je pogost med obravnavanimi sistemi je tekoče-tekoči sistem, gre za vprašanje topil z različnimi sestavki snovi. Ta primer se uporablja, kadar dve snovi vsebujeta snovi, ki se med seboj ne mešajo z različnimi indeksi topnosti, to je izolirano heterogeno ravnovesje. Praktična uporaba tega pojava je bila imenovana ekstrakcija. V industrijski proizvodnji in kemičnih procesov ekstrakcija je najučinkovitejši način ločevanja snovi.