Homogeensete ja heterogeensete ainete erinevus seisneb nende füüsikalises ühtluses ja komponentide segamise ulatuses. Kui homogeensed segud on ühe ühtlase faasina, siis heterogeensed segud sisaldavad erinevaid piirkondi või faase, mida saab visuaalselt või füüsiliselt tuvastada.
Esiletused
Homogeenseid segusid nimetatakse üldiselt lahusteks.
Heterogeenseid segusid saab lahutada keemilist identiteeti muutmata.
Õhk on mitmesuguste gaaside homogeenne segu.
Muld ja graniit on keerukate heterogeensete tahkiste klassikalised näited.
Mis on Homogeenne?
Segu või aine, millel on makroskoopilisel tasandil täiesti ühtlane koostis ja välimus.
Igal homogeensest segust võetud proovil on täpselt samad komponentide proportsioonid.
Osakesed segatakse molekulaarsel või aatomitasandil, muutes need palja silmaga nähtamatuks.
Tavaliselt nimetatakse neid "lahusteks", kui üks aine on lahustatud teises.
Need koosnevad ainult ühest aine faasist (nt täielikult vedelast või täielikult gaasilisest).
Valgus läbib tavaliselt homogeenseid vedelaid segusid hajumiseta (Tyndalli efekt).
Mis on Heterogeenne?
Segu, mis koosneb füüsikaliselt eraldiseisvatest osadest või faasidest, millel on ebaühtlased omadused.
Koostis varieerub segu eri osades.
Komponente saab sageli näha palja silmaga või lihtsa mikroskoobi all.
Need sisaldavad kahte või enamat faasi, näiteks vedelikus suspensioonina olevat tahket ainet.
Osakesed on üldiselt piisavalt suured, et neid saaks mehaaniliste vahenditega, näiteks filtreerimisega, eraldada.
Suspensioonid ja kolloidid on kaks peamist heterogeensete segude tüüpi.
Võrdlustabel
Funktsioon
Homogeenne
Heterogeenne
Ühtlus
Täiesti ühtlane kogu ulatuses
Ebaühtlane nähtavate piiridega
Faaside arv
Ühefaasiline
Kaks või enam faasi
Osakeste suurus
Aatomi/molekuli suurus
Suured klastrid või nähtavad osakesed
Eraldusmeetod
Destilleerimine või aurustamine
Filtreerimine, dekanteerimine või sorteerimine
Nähtavus
Komponendid on eristamatud
Komponendid on sageli nähtavad
Proovi järjepidevus
Identsed proovid olenemata allikast
Proovid varieeruvad olenevalt asukohast
Üksikasjalik võrdlus
Faasijaotus
Homogeenses segus on erinevad ained nii põhjalikult segunenud, et nad käituvad ühe faasina. Kui vaadata klaasi soolast vett, ei ole näha, kus vesi lõpeb ja sool algab. Seevastu heterogeensetes segudes on erinevatest materjalidest, näiteks veepinnal hõljuvast õlist, koosnevad "taskud", kus kahe aine vahel on nähtav selge piir ehk liides.
Eraldusmeetodid
Kuna heterogeensetel segudel on erinevad füüsikalised osad, saab neid sageli eraldada lihtsate füüsikaliste meetoditega, näiteks filtri või isegi pintsettide abil. Homogeensete segude saamiseks on vaja energiamahukamaid keemilisi või termilisi protsesse. Soola saamiseks veest tuleb vedelik aurustada või kasutada destilleerimist, sest molekulid on lihtsa filtri jaoks liiga tihedalt integreeritud.
Optilised omadused
Valgus reageerib nende segudega erinevalt, olenevalt osakeste suurusest. Homogeensed lahused on tavaliselt läbipaistvad, kuna lahustunud osakesed on valguslainete kõrvalejuhtimiseks liiga väikesed. Paljud heterogeensed segud, eriti kolloidid nagu piim või udu, hajutavad valgust nähtuses, mida nimetatakse Tyndalli efektiks, andes neile häguse või läbipaistmatu välimuse.
Definitsiooni skaleeritavus
Definitsioon võib mõnikord sõltuda vaatluse ulatusest. Inimese tasandil tundub piim homogeenne, kuna see on ühtlane valge vedelik. Mikroskoobi all on piim aga selgelt heterogeenne, koosnedes pisikestest rasva- ja valgugloobulitest, mis vees hõljuvad. Keemias defineerime neid üldiselt mikroskoopilisel tasandil.
Plussid ja miinused
Homogeenne
Eelised
+Ennustatavad kontsentratsioonid
+Kõrge stabiilsus aja jooksul
+Lihtne transportida
+Ühtlased reaktsioonikiirused
Kinnitatud
−Raske eraldada
−Ekstraheerimiseks on vaja kuumust
−Võib varjata lisandeid
−Raske osi tuvastada
Heterogeenne
Eelised
+Lihtne eraldada
+Nähtavad komponendid
+Spetsiaalset varustust pole vaja
+Mitmekesised omadused
Kinnitatud
−Ettearvamatud proovid
−Võib aja jooksul settida
−Raske täpselt mõõta
−Vastuolulised reaktsioonid
Tavalised eksiarvamused
Müüt
Kõik läbipaistvad vedelikud on homogeensed.
Tõelisus
Kuigi enamik selgeid vedelikke on homogeensed, võivad mõned heterogeensed segud enne settimist hetkeks selged tunduda. Seevastu mõned homogeensed lahused, näiteks sügavvärviline vasksulfaat, on täiesti ühtlased, kuid mitte "selged" selles mõttes, et nad on värvitud.
Müüt
Homogeensed segud on "puhtad" ained.
Tõelisus
Homogeenne segu on ikkagi segu, mitte puhas aine. Puhas aine koosneb ainult ühte tüüpi aatomist või molekulist (nagu destilleeritud vesi), samas kui homogeenne segu sisaldab mitut ainet, mis on omavahel segatud (nagu kraanivesi).
Müüt
Heterogeensetel segudel peavad olema suured, nähtavad tükid.
Tõelisus
Paljud heterogeensed segud, näiteks veri või piim, tunduvad palja silmaga ühtlased. Neid liigitatakse heterogeenseteks ainult seetõttu, et nende osakesed on molekulidest suuremad ja lõpuks settivad või neid saab tsentrifuugiga eraldada.
Müüt
Homogeenset tahket ainet ei saa olla.
Tõelisus
Metallisulamid on suurepärased näited homogeensetest tahketest ainetest. Näiteks messing on tahke lahus, kus vase ja tsingi aatomid on ühtlaselt jaotunud, isegi kui lõpptoode on tahke plokk.
Sageli küsitud küsimused
Kas kohv on homogeenne või heterogeenne?
Must kohv on homogeenne segu (lahus), kuna kohviekstraktid on vees täielikult lahustunud. Kui aga lisada suhkrut, mis ei lahustu ja jääb põhja, või kui tegemist on filtreerimata kohviga, mille põhjas on kohvipuru, muutub see heterogeenseks.
Mis on Tyndalli efekt?
Tyndalli efekt on valguse hajumine peenes suspensioonis või kolloidis olevate osakeste poolt. Kui suunata laser läbi soolase vee (homogeenne), siis kiirt ei näe. Kui suunata laser läbi jahu ja vee segu (heterogeenne), on kiir selgelt nähtav, kuna suuremad osakesed peegeldavad valgust.
Kas atmosfäär on homogeenne segu?
Kohalikul tasandil, nagu toaõhk, on see homogeenne, kuna hapnik, lämmastik ja argoon on ühtlaselt segunenud. Globaalsel tasandil võib seda pidada heterogeenseks, kuna eri piirkondades on veeauru (pilvede), saasteainete ja tolmu tase erinev.
Miks on apelsinimahl viljalihaga heterogeenne?
See on heterogeenne, kuna viljaliha koosneb tahketest taimsetest kiududest, mis on vedelast mahlast füüsiliselt erinevad. Kui mahlal seista lasta, vajub viljaliha lõpuks põhja, mis näitab segu ebaühtlast olemust.
Kas segu saab muutuda heterogeensest homogeenseks?
Jah, tavaliselt temperatuuri muutes või lahustit lisades. Näiteks kui lisate külma vette lusikatäie suhkrut, võib see jääda põhja (heterogeenne). Kui seda segada ja see on täielikult lahustunud, muutub see homogeenseks lahuseks.
Kas veri on homogeenne?
Bioloogiliselt peetakse verd heterogeenseks seguks. Kuigi see näeb välja nagu ühtlane punane vedelik, on see tegelikult rakkude (punaste vereliblede, valgete vereliblede) ja trombotsüütide suspensioon vedelikus, mida nimetatakse plasmaks. Katseklaasis eralduvad need komponendid kihtideks.
Mis on selles kontekstis sulam?
Sulam on kahe või enama metalli tahke homogeenne segu. Elemendid nagu tina ja vask sulatatakse kokku ja seejärel jahutatakse. Kuna aatomid segunevad vedelas olekus põhjalikult ja jäävad selliseks ka tahkumisel, on saadud pronks või messing ühtlase koostisega.
Kas kraanivesi on puhas aine või segu?
Kraanivesi on homogeenne segu. See sisaldab lahustunud mineraale, gaase ja fluoriidi. Kuigi see näeb välja nagu puhas vesi, muudab nende teiste lahustunud ainete olemasolu selle pigem lahuseks kui puhtaks keemiliseks ühendiks.
Millised on kaks heterogeensete segude tüüpi?
Kaks peamist tüüpi on suspensioonid ja kolloidid. Suspensioonidel on suured osakesed, mis lõpuks settivad, nagu liiv vees. Kolloididel on väiksemad osakesed, mis jäävad suspensiooni, kuid hajutavad siiski valgust, nagu majonees või vahukoor.
Kuidas sa liigitad kausitäie helbeid?
Kauss helbeid on klassikaline heterogeenne segu. Tahked helbetükid ja vedel piim on selgelt eristatavad ning neid saab lusika või sõela abil hõlpsalt eraldada.
Otsus
Kasutage sõna „homogeenne” ideaalselt segatud lahuste kirjeldamisel, kus üksikud osad on eristamatud, ja sõna „heterogeenne” segude kirjeldamisel, kus saate näha või füüsiliselt eraldada erinevaid koostisosi või kihte.