Sistema heterogêneo

Um sistema heterogêneo é composto de diferentes partes ou elementos, como quando a água e o óleo são combinados

O que é um sistema heterogêneo?

A sistema heterogêneo É um sistema formado por diferentes elementos ou partes entre si. Essas partes são distinguíveis e geralmente têm duas ou mais fases.

Exemplos de sistemas heterogêneos podem ser uma salada, água com óleo, iogurte e cereais ou uma pizza com vários ingredientes. Em cada um desses exemplos, você pode notar os diferentes componentes do sistema.

Seus elementos são distinguidos com o olho nu e podem ser separados manualmente. Em outras misturas, como maionese ou leite, à primeira vista, são homogêneas, mas microscopicamente são sistemas heterogêneos; Mais especificamente, emulsões.

Características do sistema heterogêneo

Em termos gerais, eles podem listar o seguinte:

- É composto por duas ou mais fases; Em outras palavras, não é uniforme.

- Ele pode consistir, em geral, em qualquer uma das seguintes fases: sólido sólido, líquido sólido, sólido-branco, líquido-líquido, gás líquido; Além disso, as três fases podem estar presentes no mesmo sistema sólido-líquido-gás.

- Seus componentes e fases são distinguíveis a olho nu. Portanto, basta observar o sistema para tirar conclusões de suas características, como cor, viscosidade, tamanho e forma dos cristais, cheiro etc.

- Geralmente envolve um equilíbrio termodinâmico, ou uma afinidade alta ou baixa entre as partículas dentro de uma fase ou entre duas fases diferentes.

- São misturas de substâncias; isto é, ele não se aplica a substâncias puras.

Classificação

Do ponto de vista macroscópico, sistemas heterogêneos químicos podem ser classificados da seguinte forma:

Soluções saturadas (líquido-líquido, fluido-sólido, gás líquido)

Eles são um tipo de sistema químico heterogêneo no qual o soluto não pode continuar a dissolver e formar uma fase separada para a do solvente. Por exemplo, cristais de água e açúcar.

Moléculas de solvente atingem um ponto em que o soluto não pode se dissolver. Em seguida, o soluto adicional, sólido ou gasoso, se reagrupará rapidamente para formar um sólido ou bolhas; isto é, um sistema líquido líquido ou sólido ou gasoso.

O soluto também pode ser um líquido, que pode ser misturado com o solvente a alguma concentração; Caso contrário, eles seriam miscíveis em todas as concentrações e não formariam uma solução saturada. Miscível significa que a mistura dos dois líquidos forma uma única fase uniforme.

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Se, por outro lado, o soluto líquido for imiscível com o solvente, como é o caso da mistura de óleo e água, a solução é saturada com a quantidade menos adicionada. Como resultado, duas fases são formadas: uma aquosa e a outra oleosa.

Soluções com sais precipitados

Alguns sais estabelecem um equilíbrio de solubilidade, porque as interações entre seus íons são muito fortes e se reagrupam em cristais que a água falha em se dissociar.

Esse tipo de sistema heterogêneo também consiste em um líquido e uma fase sólida; Mas, diferentemente das soluções saturadas, o soluto é um sal que não requer grandes quantidades para precipitar.

Por exemplo, misturando duas soluções aquosas de sais insaturados, um de NaCl e outro de Agno₃, Precipita o sal insolúvel agcl. O cloreto de prata estabelece um equilíbrio de solvente solvente, observando um esbranquiçado sólido no recipiente aquoso.

As características dessas soluções dependem do tipo de precipitado formado. Em geral, sais cromados são muito coloridos, assim como manganês, ferro ou algum complexo metálico. 

Transições de fase

Um bloco de gelo pode constituir um sistema homogêneo, mas quando derrete, forma uma fase adicional de água líquida. Portanto, as transições de fase de uma substância também são sistemas heterogêneos.

Além disso, da superfície do gelo, algumas moléculas podem escapar para o estágio do vapor. Isso ocorre porque não apenas a água líquida tem pressão de vapor, também gelo, embora em menor grau.

Todos os sólidos que derreter.

Sólidos e gases

Uma classe muito comum de sistemas heterogêneos em química são sólidos ou gases com vários componentes. Por exemplo, uma pizza. E se, em vez de todos os seus ingredientes comuns, eles carregam enxofre, carvão, fósforo e cobre, outro sólido heterogêneo teria então.

O enxofre se destaca por sua cor amarela; carvão por ser um sólido negro; O fósforo é vermelho; e cobre brilhante e metálico. Todos são sólidos, portanto, o sistema consiste em uma fase, mas com vários componentes. 

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Além disso, os gases podem formar misturas heterogêneas, especialmente se tiverem cores ou densidades diferentes. Eles podem arrastar partículas muito pequenas, como é o caso de água dentro das nuvens. À medida que crescem em tamanho, absorvem luz visível e, como resultado.

Um exemplo de um sistema heterogêneo de gás sólido é a fumaça, que consiste em partículas de carvão muito pequenas. Por esse motivo, a fumaça da combustão incompleta é escura.

Métodos de fracionamento

As fases ou componentes de um sistema heterogêneo podem ser separados, aproveitando as diferenças em suas propriedades físicas ou químicas. Dessa forma, o sistema original é fracionado até que apenas fases homogêneas sejam deixadas. Alguns dos métodos mais diários são os seguintes:

Filtração

É usado para separar um sólido ou precipitado de um líquido. Assim, as duas fases conseguem se separar, embora com um certo nível de impureza. Por esse motivo, o sólido geralmente é submetido a lavagem e subsequentemente seca em um fogão.

Este procedimento pode ser feito aplicando vazio ou simplesmente com gravidade.

Decantação

Também é útil separar um sólido de um líquido. Difere do anterior, no qual o sólido geralmente tem consistência firme e é completamente depositado na parte inferior do contêiner. Para fazer isso, basta inclinar a boca do recipiente em um ângulo adequado para que o líquido flua para fora dele.

Da mesma forma, a decantação permite que dois líquidos sejam separados, ou seja, um sistema líquido-líquido. Nesse caso, um funil de decantação é usado.

A mistura é transferida para o funil e o líquido com menos densidade estará localizado na parte superior; enquanto aquele com a densidade mais alta, na parte inferior, em contato com a abertura da saída.

Método de decantação

A imagem superior representa um funil de separação ou decantação. Este material de vidro também é usado para realizar extrações líquidas-líquidas; isto é, extrato do líquido inicial um soluto adicionando outro líquido no qual é ainda mais solúvel.

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Peneira

É usado para separar componentes sólidos de diferentes tamanhos. É muito comum encontrar uma peneira ou peneira dentro da cozinha para limpar os grãos, purificar a farinha de trigo ou remover resíduos sólidos de sucos grossos. 

IMANTAÇÃO

É usado para sistemas sólidos sólidos, onde um ou mais dos componentes são atraídos para um ímã. Assim, a fase heterogênea inicial é purificada à medida que o ímã remove os elementos ferromagnéticos. Por exemplo, a magnetização é usada para separar a lata do lixo.

Centrifugação

Separa um sólido suspenso de um líquido. Não pode ser filtrado porque as partículas nadam uniformemente ocupando todo o volume do líquido. Para separar as duas fases, uma quantidade da mistura heterogênea é submetida a uma força centrífuga, que apreende o sólido na parte inferior do tubo de centrífuga.

Sublimação

A sublimação é aplicada apenas para sólidos voláteis; isto é, para aqueles com alta pressão de vapor a baixas temperaturas.

Ao aquecer a mistura heterogênea, o sólido volátil escapa a fase gasosa. Um exemplo de sua aplicação é a purificação de uma amostra contaminada com iodo ou cloreto de amônio.

Exemplos de sistemas heterogêneos

- O granito, as pedras de um rio, as montanhas ou qualquer rocha com veias de inúmeras cores.

- Os minerais são formados por vários tipos de estruturas sólidas compostas de íons. Suas qualidades são o produto da interação entre os íons de uma estrutura cristalina e as impurezas.

- Bebidas gasosas. Neles, há um equilíbrio líquido, que diminuindo a pressão externa, diminui a solubilidade do gás dissolvido; Por esse motivo, muitas bolhas (soluto gasoso) são observadas ascendendo à superfície líquida quando descobrem.

- Catalisadores heterogêneos. Esses sólidos fornecem locais em sua superfície ou poros onde o contato entre os reagentes é acelerado e não intervenha ou sofre uma transformação irreversível na reação.

- Uma parede de fetos, uma parede de mosaicos ou o projeto arquitetônico de um edifício.

- Geléia multapapas de muitos sabores.

- Um cubo de rubik.