La distinció entre substàncies homogènies i heterogènies rau en la seva uniformitat física i l'escala a la qual es barregen els seus components. Mentre que les mescles homogènies apareixen com una sola fase consistent, les mescles heterogènies contenen regions o fases diferents que es poden identificar visualment o físicament.
Destacats
Les mescles homogènies s'anomenen universalment solucions.
Les mescles heterogènies es poden separar sense canviar les identitats químiques.
L'aire és una mescla homogènia de diversos gasos.
El sòl i el granit són exemples clàssics de sòlids heterogenis complexos.
Què és Homogeni?
Una mescla o substància que té una composició i un aspecte completament uniformes a nivell macroscòpic.
Cada mostra presa d'una mescla homogènia tindrà exactament les mateixes proporcions de components.
Les partícules es barregen a nivell molecular o atòmic, cosa que les fa invisibles a simple vista.
Sovint es coneixen com a "solucions" quan una substància es dissol en una altra.
Consten d'una sola fase de la matèria (per exemple, tot líquid o tot gas).
La llum normalment travessa mescles líquides homogènies sense dispersar-se (efecte Tyndall).
Què és Heterogeni?
Una mescla que consisteix en parts o fases físicament diferents amb propietats no uniformes.
La composició varia d'una part de la mescla a una altra.
Els components sovint es poden veure a ull nu o sota un microscopi simple.
Contenen dues o més fases, com ara un sòlid suspès en un líquid.
Les partícules són generalment prou grans per ser separades per mitjans mecànics com la filtració.
Les suspensions i els col·loides són els dos tipus principals de mescles heterogènies.
Taula comparativa
Funcionalitat
Homogeni
Heterogeni
Uniformitat
Completament uniforme a tot arreu
No uniforme amb límits visibles
Nombre de fases
Monofàsic
Dues o més fases
Mida de partícula
Mida atòmica/molecular
Grans cúmuls o partícules visibles
Mètode de separació
Destil·lació o evaporació
Filtració, decantació o classificació
Visibilitat
Els components són indistingibles
Els components sovint són visibles
Consistència de la mostra
Mostres idèntiques independentment de la font
Les mostres varien segons la ubicació
Comparació detallada
Distribució de fases
En una mescla homogènia, les diferents substàncies estan tan ben barrejades que es comporten com una sola fase. Si mireu un got d'aigua salada, no podeu veure on acaba l'aigua i comença la sal. Per contra, les mescles heterogènies presenten "bosses" de diferents materials, com ara oli que sura a l'aigua, on es veu un límit clar (o interfície) entre les dues substàncies.
Mètodes de separació
Com que les mescles heterogènies tenen components físics diferents, sovint es poden separar mitjançant mètodes físics senzills com ara un filtre o fins i tot unes pinces. Les mescles homogènies requereixen processos químics o tèrmics que requereixen més energia. Per obtenir la sal de l'aigua, cal evaporar el líquid o utilitzar la destil·lació, perquè les molècules estan massa integrades perquè un filtre simple les pugui capturar.
Propietats òptiques
La llum interactua amb aquestes mescles de manera diferent segons la mida de les partícules. Les solucions homogènies solen ser transparents perquè les partícules dissoltes són massa petites per desviar les ones de llum. Moltes mescles heterogènies, en particular els col·loides com la llet o la boira, dispersen la llum en un fenomen anomenat efecte Tyndall, donant-los un aspecte tèrbol o opac.
Escalabilitat de la definició
La definició de vegades pot dependre de l'escala d'observació. A escala humana, la llet sembla homogènia perquè sembla un líquid blanc consistent. Tanmateix, sota un microscopi, la llet és clarament heterogènia, i consisteix en petits glòbuls de greix i proteïnes que suren a l'aigua. En química, generalment definim aquestes substàncies en funció del nivell microscòpic.
Avantatges i Inconvenients
Homogeni
Avantatges
+Concentracions predictibles
+Alta estabilitat al llarg del temps
+Fàcil de transportar
+velocitats de reacció uniformes
Consumit
−Difícil de separar
−Requereix calor per a l'extracció
−Pot amagar impureses
−Parts difícils d'identificar
Heterogeni
Avantatges
+Fàcil de separar
+components visibles
+No cal equipament especialitzat
+Propietats diverses
Consumit
−Mostres imprevisibles
−Es pot establir amb el temps
−Difícil de mesurar amb precisió
−Reaccions inconsistents
Conceptes errònies habituals
Mite
Tots els líquids clars són homogenis.
Realitat
Tot i que la majoria de líquids clars són homogenis, algunes mescles heterogènies poden semblar clares durant un moment abans de sedimentar. Per contra, algunes solucions homogènies, com el sulfat de coure de color intens, són perfectament uniformes però no "clares" en el sentit de ser incolores.
Mite
Les mescles homogènies són substàncies "pures".
Realitat
Una mescla homogènia continua sent una mescla, no una substància pura. Una substància pura està formada per un sol tipus d'àtom o molècula (com l'aigua destil·lada), mentre que una mescla homogènia conté diverses substàncies barrejades (com l'aigua de l'aixeta).
Mite
Les mescles heterogènies han de tenir trossos grans i visibles.
Realitat
Moltes mescles heterogènies, com la sang o la llet, semblen uniformes a simple vista. Només es classifiquen com a heterogènies perquè les seves partícules són més grans que les molècules i finalment es sedimentaran o es poden separar amb una centrifugadora.
Mite
No es pot tenir un sòlid homogeni.
Realitat
Els aliatges metàl·lics són exemples excel·lents de sòlids homogenis. El llautó, per exemple, és una solució sòlida on els àtoms de coure i zinc es distribueixen uniformement, tot i que el producte final és un bloc sòlid.
Preguntes freqüents
El cafè és homogeni o heterogeni?
El cafè negre és una mescla homogènia (una solució) perquè els extractes de cafè es dissolen completament a l'aigua. Tanmateix, si hi afegiu sucre que no es dissol i queda al fons, o si es tracta d'una infusió sense filtrar amb mòlt al fons, esdevé heterogènia.
Què és l'efecte Tyndall?
L'efecte Tyndall és la dispersió de la llum per partícules en una suspensió fina o col·loide. Si feu passar un làser a través d'aigua salada (homogènia), no veureu el feix. Si el feu passar a través d'una barreja de farina i aigua (heterogènia), el feix serà clarament visible perquè les partícules més grans reflecteixen la llum.
L'atmosfera és una mescla homogènia?
escala local, com l'aire d'una habitació, és homogeni perquè l'oxigen, el nitrogen i l'argó es barregen uniformement. A escala global, es pot considerar heterogeni a causa dels diferents nivells de vapor d'aigua (núvols), contaminants i pols a les diferents regions.
Per què el suc de taronja amb polpa és heterogeni?
És heterogènia perquè la polpa està formada per fibres vegetals sòlides que són físicament diferents del suc líquid. Si deixes reposar el suc, la polpa acabarà caient al fons, cosa que demostra la naturalesa no uniforme de la barreja.
Pot una mescla passar d'heterogènia a homogènia?
Sí, normalment canviant la temperatura o afegint un dissolvent. Per exemple, si afegiu una cullerada de sucre a aigua freda, pot quedar al fons (heterogènia). Un cop ho remeneu i es dissol completament, es transforma en una solució homogènia.
La sang és homogènia?
Biològicament, la sang es considera una mescla heterogènia. Tot i que sembla un líquid vermell consistent, en realitat és una suspensió de cèl·lules (glòbuls vermells, glòbuls blancs) i plaquetes en un líquid anomenat plasma. Si es deixen en un tub d'assaig, aquests components es separaran en capes.
Què és un aliatge en aquest context?
Un aliatge és una mescla sòlida homogènia de dos o més metalls. Elements com l'estany i el coure es fonen junts i després es refreden. Com que els àtoms es barregen completament en estat líquid i romanen així quan solidifiquen, el bronze o llautó resultant és uniforme per tot arreu.
L'aigua de l'aixeta és una substància pura o una mescla?
L'aigua de l'aixeta és una mescla homogènia. Conté minerals dissolts, gasos i fluorur. Tot i que sembla aigua pura, la presència d'aquestes altres substàncies dissoltes la converteix en una solució en lloc d'un compost químic pur.
Quins són els dos tipus de mescles heterogènies?
Els dos tipus principals són les suspensions i els col·loides. Les suspensions tenen partícules grans que finalment es dipositen, com la sorra a l'aigua. Els col·loides tenen partícules més petites que romanen suspeses però que encara dispersen la llum, com la maionesa o la nata muntada.
Com es classifica un bol de cereals?
Un bol de cereals és una barreja heterogènia clàssica. Pots veure clarament les fases diferents dels trossos de cereals sòlids i la llet líquida, i els pots separar fàcilment amb una cullera o un colador.
Veredicte
Feu servir "homogeni" quan descriviu solucions perfectament barrejades on les parts individuals són indistingibles, i "heterogeni" per a mescles on podeu veure o separar físicament diferents ingredients o capes.