Równowagi heterogeniczne

System heterogeniczny, w przeciwieństwie do układu homogenicznego,jest układem fizykochemicznym, w którym występują fazy różniące się właściwościami fizycznymi. To znaczy, że są w nim części, które mają różne stany skupienia i skład elementów. Jedna faza takiego układu jest oddzielona od siebie granicą, której przejście powoduje jakościowy skok w zmianie właściwości fizykochemicznych układu (substancji). Takimi zmiennymi parametrami mogą być kształt i struktura sieci krystalicznej, gęstość materii, jej skład, pole elektromagnetyczne i inne.

Tak więc w heterogenicznym systemieco najmniej mechaniczne rozdzielenie faz. Przykładami takich układów są woda i para wodna, które mają różne stany agregatów, olej i wodę, które znajdują się w tym samym naczyniu, mają inny skład i inne. Dość często niemożliwe jest wyznaczenie wyraźnej granicy między systemami homogenicznymi i heterogenicznymi, ponieważ trudno jest ustalić granicę przejścia między fazami. Na przykład w zawiesinach mechanicznych ta granica jest zajęta przez koloidy, a w nich znajdują się drobne cząstki rozpuszczonej substancji. Z jednej strony jest to układ jednorodny, ponieważ rozmiary cząstek są tak małe, że ich wielkość może zostać zaniedbana. Z drugiej strony, chociaż na poziomie atomowym, ale substancja w nich jest nadal obecna, w takim przypadku taki system można uznać za heterogeniczny.

Najważniejszy parametr charakteryzujący zasadęheterogeniczność, heterogeniczne równowaga. Rozważmy znaczenie tego zjawiska za pomocą rozwiązań wodnych jako przykładu. W nich, heterogeniczne równowagi mają takie właściwości, które polegają na przenoszeniu cząstek przez granicę granicy faz, przynajmniej w dwóch sąsiednich fazach. Dotkniemy tego opisu jedynie niewielkiego kręgu tych zjawisk, które są najważniejsze z punktu widzenia ich praktycznego zastosowania. Ze względu na ich właściwości, heterogeniczne równowagi są dość zróżnicowane, a zatem zachodzą w chemicznych procesach technologicznych i są interesujące z punktu widzenia analizy teoretycznej w chemii fizycznej.

W płaszczyźnie praktycznej jest zainteresowanieWszystkie te układy, w postaci stałej - w fazie ciekłej (osadu - nasycony roztwór). System ten jest bardzo ważne, ponieważ w praktyce wiele technologii chemicznej na podstawie rozdzielenia jednej substancji z inną. Ponadto, ważne i odwrotne procesy niejednorodne, gdzie równowaga odgrywają dużą rolę. Obejmują one reakcję przekształcania słabo rozpuszczalnych związków w roztwory.

Inny system - faza stała - ciekły roztwórjest oparty na zjawisku wymiany jonowej. To zjawisko chemiczne jest szeroko rozpowszechnione w technologii czyszczenia roztworów wodnych z różnych rodzajów zanieczyszczeń i jest stosowane, gdy konieczne jest oddzielenie substancji od siebie. W tym przypadku występują niejednorodne roztwory w roztworach elektrolitów, są one ważne, ponieważ konwencjonalne chemiczne metody rozdzielania związków są nieskuteczne. Praktyczną realizację takich przejść zapewnia wymiana jonowa, która zachodzi na powierzchni wymieniaczy jonowych podczas reakcji elektrolitycznej.

Trzeci z systemówto układ ciecz-ciecz, to kwestia rozpuszczalników o różnych składach materii. Ten przypadek jest stosowany, gdy dwie substancje zawierają substancje nie mieszające się ze sobą o różnych wskaźnikach rozpuszczalności, to znaczy, że mają miejsce odosobnione heterogenne równowagowania. Praktyczne wykorzystanie tego zjawiska nazwano ekstrakcją. W produkcji przemysłowej i procesach chemicznych ekstrakcja jest najskuteczniejszym sposobem oddzielania substancji.