تمایز بین مواد همگن و ناهمگن در یکنواختی فیزیکی آنها و مقیاسی است که اجزای آنها با هم مخلوط میشوند. در حالی که مخلوطهای همگن به صورت یک فاز واحد و ثابت در کل ظاهر میشوند، مخلوطهای ناهمگن حاوی مناطق یا فازهای متمایزی هستند که میتوانند به صورت بصری یا فیزیکی شناسایی شوند.
مخلوط یا مادهای که در سطح ماکروسکوپی ترکیب و ظاهری کاملاً یکنواخت دارد.
مخلوطی که از اجزا یا فازهای فیزیکی مجزا با خواص غیر یکنواخت تشکیل شده است.
| ویژگی | همگن | ناهمگن |
|---|---|---|
| یکنواختی | کاملاً یکنواخت در تمام قسمتها | غیر یکنواخت با مرزهای قابل مشاهده |
| تعداد فازها | تک فاز | دو یا چند مرحله |
| اندازه ذرات | اندازه اتمی/مولکولی | خوشههای بزرگ یا ذرات قابل مشاهده |
| روش جداسازی | تقطیر یا تبخیر | فیلتراسیون، دکانتینگ یا سورتینگ |
| قابلیت مشاهده | اجزا قابل تشخیص نیستند | اجزا اغلب قابل مشاهده هستند |
| سازگاری نمونه | نمونههای یکسان صرف نظر از منبع | نمونهها بسته به موقعیت مکانی متفاوت هستند |
در یک مخلوط همگن، مواد مختلف آنقدر کاملاً با هم مخلوط شدهاند که مانند یک فاز واحد رفتار میکنند. اگر به یک لیوان آب نمک نگاه کنید، نمیتوانید ببینید که آب کجا تمام میشود و نمک کجا شروع میشود. برعکس، مخلوطهای ناهمگن دارای «بستههایی» از مواد مختلف هستند، مانند روغنی که روی آب شناور است، که در آن یک مرز یا سطح مشترک واضح بین دو ماده قابل مشاهده است.
از آنجا که مخلوطهای ناهمگن بخشهای فیزیکی متمایزی دارند، اغلب میتوانید آنها را با استفاده از روشهای فیزیکی ساده مانند استفاده از فیلتر یا حتی یک موچین از هم جدا کنید. مخلوطهای همگن به فرآیندهای شیمیایی یا حرارتی پرانرژیتری نیاز دارند. برای گرفتن نمک از آب، باید مایع را تبخیر کنید یا از تقطیر استفاده کنید، زیرا مولکولها برای گرفتن توسط یک فیلتر ساده بیش از حد به هم پیوستهاند.
نور بسته به اندازه ذرات، با این مخلوطها به طور متفاوتی برهمکنش میکند. محلولهای همگن معمولاً شفاف هستند زیرا ذرات حلشده برای منحرف کردن امواج نور بسیار کوچک هستند. بسیاری از مخلوطهای ناهمگن، به ویژه کلوئیدهایی مانند شیر یا مه، نور را در پدیدهای به نام اثر تیندال پراکنده میکنند و ظاهری ابری یا مات به آنها میدهند.
این تعریف گاهی اوقات میتواند به مقیاس مشاهده بستگی داشته باشد. در مقیاس انسانی، شیر همگن به نظر میرسد زیرا به نظر میرسد یک مایع سفید ثابت است. با این حال، زیر میکروسکوپ، شیر به وضوح ناهمگن است و از گلبولهای ریز چربی و پروتئین شناور در آب تشکیل شده است. در شیمی، ما معمولاً این موارد را بر اساس سطح میکروسکوپی تعریف میکنیم.
تمام مایعات شفاف همگن هستند.
در حالی که بیشتر مایعات شفاف همگن هستند، برخی از مخلوطهای ناهمگن میتوانند قبل از تهنشین شدن، برای لحظهای شفاف به نظر برسند. برعکس، برخی از محلولهای همگن، مانند سولفات مس پررنگ، کاملاً یکنواخت هستند اما به معنای بیرنگ بودن، «شفاف» نیستند.
مخلوطهای همگن، مواد «خالص» هستند.
یک مخلوط همگن هنوز یک مخلوط است، نه یک ماده خالص. یک ماده خالص فقط از یک نوع اتم یا مولکول ساخته شده است (مانند آب مقطر)، در حالی که یک مخلوط همگن حاوی چندین ماده است که با هم مخلوط شدهاند (مانند آب لولهکشی).
مخلوطهای ناهمگن باید تکههای بزرگ و قابل مشاهده داشته باشند.
بسیاری از مخلوطهای ناهمگن، مانند خون یا شیر، با چشم غیرمسلح یکنواخت به نظر میرسند. آنها فقط به این دلیل ناهمگن طبقهبندی میشوند که ذرات آنها از مولکولها بزرگتر است و در نهایت تهنشین میشوند یا میتوان آنها را با سانتریفیوژ از هم جدا کرد.
شما نمیتوانید یک جامد همگن داشته باشید.
آلیاژهای فلزی نمونههای بسیار خوبی از جامدات همگن هستند. به عنوان مثال، برنج یک محلول جامد است که در آن اتمهای مس و روی به طور یکنواخت توزیع شدهاند، حتی اگر محصول نهایی یک بلوک جامد باشد.
هنگام توصیف محلولهای کاملاً مخلوط که اجزای جداگانه آنها قابل تشخیص نیستند، از واژه «همگن» و برای مخلوطهایی که میتوانید مواد یا لایههای مختلف را ببینید یا از نظر فیزیکی از هم جدا کنید، از واژه «ناهمگن» استفاده کنید.
محافظت از فلز در برابر پیشروی بیوقفه خوردگی نیاز به یک مانع فیزیکی دارد که معمولاً توسط آبکاری الکتریکی یا گالوانیزه کردن فراهم میشود. در حالی که آبکاری الکتریکی از جریانهای الکتریکی برای رسوب یک لایه نازک و دقیق از یک فلز روی فلز دیگر استفاده میکند، گالوانیزه کردن به یک حمام روی مذاب متکی است تا یک سپر آلیاژی ناهموار مخصوص فولاد و آهن ایجاد کند.
این مقایسه تفاوتهای بین آلکانها و آلکنها در شیمی آلی را توضیح میدهد و ساختار، فرمولها، واکنشپذیری، واکنشهای معمول، خواص فیزیکی و کاربردهای رایج آنها را پوشش میدهد تا نشان دهد چگونه وجود یا عدم وجود پیوند دوگانه کربن-کربن بر رفتار شیمیایی آنها تأثیر میگذارد.
اگرچه اسیدهای آمینه و پروتئینها اساساً به هم مرتبط هستند، اما مراحل مختلفی از ساختار بیولوژیکی را نشان میدهند. اسیدهای آمینه به عنوان بلوکهای سازنده مولکولی منفرد عمل میکنند، در حالی که پروتئینها ساختارهای پیچیده و عملکردی هستند که وقتی این واحدها در توالیهای خاصی به هم متصل میشوند تا تقریباً هر فرآیندی را در یک موجود زنده تأمین کنند، تشکیل میشوند.
این مقایسه به بررسی اسیدها و بازها در شیمی میپردازد و با توضیح ویژگیهای تعریفکننده، رفتار آنها در محلولها، خواص فیزیکی و شیمیایی، مثالهای رایج و تفاوتهایشان در زمینههای روزمره و آزمایشگاهی کمک میکند تا نقش آنها در واکنشهای شیمیایی، شناساگرها، سطوح pH و خنثیسازی روشنتر شود.
این مقایسه، تمایزات شیمیایی بین اسیدهای قوی و ضعیف را با تمرکز بر درجات مختلف یونیزاسیون آنها در آب روشن میکند. با بررسی اینکه چگونه قدرت پیوند مولکولی، آزادسازی پروتون را تعیین میکند، بررسی میکنیم که چگونه این تفاوتها بر سطح pH، رسانایی الکتریکی و سرعت واکنشهای شیمیایی در محیطهای آزمایشگاهی و صنعتی تأثیر میگذارند.
