ลักษณะของระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันการจำแนกวิธีการ - เคมี - 2026

ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นส่วนหนึ่งของจักรวาลที่ถูกสร้างขึ้นจากขั้นตอนเดียวของเรื่องที่ อาจเป็นเฟสที่สม่ำเสมอโดยสิ้นเชิงหรือประกอบด้วยส่วนผสมที่เรียงลำดับและสมมาตรขององค์ประกอบซึ่งในกรณีของระบบเคมีที่เป็นเนื้อเดียวกันคืออนุภาค (โมเลกุลอะตอมไอออน ฯลฯ )

ธรรมชาติมีแนวโน้มที่จะสร้างคุณสมบัติบางอย่างหรือทั้งระบบให้เป็นเนื้อเดียวกันโดยผ่านกลไกที่ไม่แน่นอนหรือเป็นที่รู้จักกันดี บนโลกมีวงออเคสตราแห่งความสมดุลระหว่างระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกันซึ่งพิจารณาจากการสำรวจด้วยภาพ

ที่มา: Maxpixel

นั่นคือในกรณีแรกดวงตามีคุณสมบัติว่าระบบ (วัตถุหรือช่องว่างใด ๆ ) เป็นเนื้อเดียวกันหรือไม่ หากมองเผินๆขั้นตอนต่อไปคือถามตัวเองว่าองค์ประกอบของมันเป็นอย่างไรและจัดเรียงองค์ประกอบอย่างไร ด้วยเหตุนี้จึงสามารถระบุได้หรือไม่ (ด้วยความมั่นใจ) ว่าระบบนำเสนอความเป็นเนื้อเดียวกันในคุณสมบัติหรือไม่

ตัวอย่างเช่นในภาพด้านบนคุณมีรูปถ้วยกาแฟจานและกระดาษห่อน้ำตาลพร้อมใบหน้าที่มีความสุข หากองค์ประกอบทั้งสามนี้ได้รับการพิจารณาเพื่อการศึกษาระบบก็จะไม่เหมือนกัน แต่ถ้าศึกษาเฉพาะกาแฟดำในถ้วยในกรณีนี้เราจะพูดถึงระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ทำไม? เพราะเมื่อมองแวบแรกกาแฟดำดูเรียบเนียนและคุณอาจคิดว่าการตกแต่งภายในเป็นเช่นนั้น หากเติมน้ำตาลโดยไม่ต้องกวนน้ำตาลจะตกลงไปที่ก้นถ้วยและระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันเริ่มต้นจะกลายเป็นไม่เหมือนกัน

อย่างไรก็ตามหากกาแฟถูกกวนจนน้ำตาลละลายหมดความเป็นเนื้อเดียวกันจะกลับคืนมาแม้ว่าจะมีคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสแบบใหม่ที่ตอนนี้หวานกว่าเดิมก็ตาม เพื่อให้เป็นเนื้อเดียวกันกาแฟแต่ละหยดที่สกัดจากมุมใด ๆ ของถ้วยจะต้องมีรสชาติเหมือนกันทุกประการ

ในทางกลับกันกาแฟดำหนึ่งถ้วยเปรียบได้กับกาแฟที่มีฟอง อย่างที่สองจะมีความเป็นเนื้อเดียวกันน้อยกว่าแบบแรกเนื่องจากไม่มีการกระจายฟองอย่างสม่ำเสมอ แต่ถ้ากาแฟทั้งสองรสชาติเหมือนกันและขาดผลึกน้ำตาล (ตัวแปรที่สำคัญที่สุด) แสดงว่ากาแฟทั้งสองชนิดนั้นมีความเป็นเนื้อเดียวกันอย่างเท่าเทียมกัน

กาแฟที่มีวิปครีมหรือมีภาพวาดศิลปะบนพื้นผิวสามารถถ่ายได้โดยระบบที่แตกต่างกัน (แม้ว่าส่วนผสมจะเป็นเนื้อเดียวกันเมื่อเทียบกับกาแฟ)

ลักษณะของระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันควรมีลักษณะอย่างไร?

- ต้องมีเฟสวัสดุเดียว (ของเหลวของแข็งหรือก๊าซ)

- เมื่อเป็นส่วนผสมส่วนประกอบจะต้องสามารถสร้างเฟสสม่ำเสมอกันได้ นี่คือกรณีของกาแฟและน้ำตาล หากมีผลึกน้ำตาลที่ยังไม่ละลายอยู่ที่ด้านล่างของแก้วหรือถ้วยจะเป็นช่วงที่สอง

- คุณสมบัติที่เข้มข้น (ความหนาแน่นความหนืดปริมาตรโมลาร์จุดเดือด ฯลฯ ) จะต้องเหมือนกันทุกจุดภายในระบบ นอกจากนี้ยังใช้กับคุณสมบัติทางประสาทสัมผัส (รสสีกลิ่น ฯลฯ ) ดังนั้นเมอแรงก์รสชาติเดียวจึงเป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันตราบเท่าที่ไม่มีองค์ประกอบอื่น (เช่นผลไม้สับ)

- ส่วนประกอบของสารผสมของคุณจัดเรียงในช่องว่างในลักษณะที่เป็นเนื้อเดียวกันและสมมาตร

กระดานหมากรุกและความเป็นส่วนตัว

คุณลักษณะหลังอาจทำให้เกิดความสับสนและมุมมองที่ขัดแย้งกัน

ตัวอย่างเช่นกระดานหมากรุก (ไม่มีหมาก) แสดงถึงจุดที่มีความคิดเห็นแตกต่างกันเกี่ยวกับเรื่องนี้ มันเป็นเนื้อเดียวกันหรือไม่เหมือนกัน? และถ้าสี่เหลี่ยมสีดำและสีขาวสลับกันเป็นแถว (หนึ่งสีขาวหนึ่งสีดำและอื่น ๆ ) การตอบสนองในสถานการณ์นั้นจะเป็นอย่างไร?

เนื่องจากกล่องมีความแตกต่างกันตามสีจึงเป็นตัวแปรหลัก มีความแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดระหว่างสีขาวและสีดำซึ่งสลับกันไปทั่วกระดาน

สีแต่ละสีแสดงถึงส่วนประกอบและส่วนผสมจะเป็นเนื้อเดียวกันหากการจัดเรียงทางกายภาพของพวกเขามุ่งเน้นไปที่วิธีการลดความแตกต่างในคุณสมบัติ ดังนั้นควรจัดเรียงสีให้เท่ากันและสมมาตรกันมากที่สุด

จากเหตุผลนี้กระดานหมากรุกจึงเป็นเนื้อเดียวกันเพราะแม้จะมีความแตกต่างกันเมื่อเทียบกับสีของมัน แต่ความแตกต่างก็สลับกันไปอย่างสม่ำเสมอ ในขณะที่มีการแสดงสีเป็นแถว "ระยะขาวดำ" จะเห็นได้ชัดซึ่งจะเทียบเท่ากับการมีสองขั้นตอนและเข้าสู่ความหมายของระบบที่ต่างกัน

การจัดหมวดหมู่

ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันสามารถมีการจำแนกได้หลายประเภทซึ่งขึ้นอยู่กับสาขาความรู้ที่พวกเขาอยู่ ในทางเคมีการสังเกตระบบโดยผิวเผินนั้นไม่เพียงพอ แต่จะต้องค้นหาว่าอนุภาคใดประกอบขึ้นเป็นอนุภาคและสิ่งที่พวกมันทำในนั้น

แนวทางแก้ไข

สารละลายไม่อิ่มตัวเป็นสารผสมหรือระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันไม่เพียง แต่ในทางเคมี แต่ในชีวิตประจำวัน ทะเลและมหาสมุทรเป็นน้ำเค็มที่ไม่อิ่มตัวจำนวนมหาศาล โมเลกุลของตัวทำละลายโดยปกติจะอยู่ในเฟสของเหลวจะล้อมรอบโมเลกุลของตัวถูกละลายและป้องกันไม่ให้รวมตัวกันเป็นของแข็งหรือฟอง

โซลูชันเกือบทั้งหมดอยู่ในการจำแนกประเภทนี้ แอลกอฮอล์กรดเบสที่ไม่บริสุทธิ์ส่วนผสมของตัวทำละลายอินทรีย์สารละลายตัวบ่งชี้หรือรีเอเจนต์โลหะทรานซิชัน ทั้งหมดที่บรรจุอยู่ในลูกโป่งปริมาตรหรือภาชนะแก้วหรือพลาสติกจัดเป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน

เมื่อเผชิญกับการก่อตัวของเฟสที่สองน้อยลงในโซลูชันเหล่านี้ระบบจึงไม่เป็นเนื้อเดียวกันอีกต่อไป

สารบริสุทธิ์

วลี "แอลกอฮอล์ไม่บริสุทธิ์" เขียนไว้ข้างต้นโดยอ้างถึงข้อเท็จจริงที่ว่ามักจะผสมกับน้ำ อย่างไรก็ตามแอลกอฮอล์บริสุทธิ์เช่นเดียวกับสารประกอบเหลวอื่น ๆ เป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน สิ่งนี้ไม่เพียง แต่ใช้กับของเหลวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงของแข็งและก๊าซด้วย

ทำไม? เนื่องจากเมื่อคุณมีอนุภาคเพียงชนิดเดียวในระบบคุณจึงพูดถึงความเป็นเนื้อเดียวกันสูง พวกมันเหมือนกันทั้งหมดและรูปแบบเดียวคือการสั่นสะเทือนหรือเคลื่อนไหว แต่ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางกายภาพหรือทางเคมีไม่มีความแตกต่างในส่วนใด ๆ ของระบบ

นั่นหมายความว่าลูกบาศก์ของเหล็กบริสุทธิ์เป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันเนื่องจากมีอะตอมของเหล็กเท่านั้น หากชิ้นส่วนถูกฉีกออกจากจุดยอดใด ๆ และมีการกำหนดคุณสมบัติของมันก็จะได้ผลลัพธ์เดียวกัน นั่นคือความเป็นเนื้อเดียวกันของคุณสมบัติจะถูกเติมเต็ม

หากไม่บริสุทธิ์คุณสมบัติของมันจะผันผวนภายในช่วงของค่าต่างๆ นี่คือผลกระทบของสิ่งสกปรกที่มีต่อเหล็กและสารหรือสารประกอบอื่น ๆ

ในทางกลับกันถ้าก้อนเหล็กมีส่วนที่เป็นสนิม (สีแดง) และชิ้นส่วนโลหะ (สีเทา) แสดงว่าเป็นระบบที่ไม่เหมือนกัน

ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันอาจเป็นระบบเคมีที่เป็นเนื้อเดียวกันที่สำคัญที่สุด ในพวกเขาสารตั้งต้นทั้งหมดอยู่ในเฟสเดียวกันโดยเฉพาะของเหลวหรือเฟสของก๊าซ พวกเขามีลักษณะโดยการสัมผัสกันมากขึ้นและการชนกันของโมเลกุลระหว่างสารตั้งต้น

เนื่องจากมีเพียงเฟสเดียวอนุภาคจึงเคลื่อนที่ด้วยอิสระและความเร็วมากขึ้น ในแง่หนึ่งนี่เป็นประโยชน์อย่างยิ่ง แต่ในทางกลับกันผลิตภัณฑ์ที่ไม่ต้องการอาจเกิดขึ้นได้หรือรีเอเจนต์บางชนิดเคลื่อนที่เร็วมากจนไม่สามารถชนกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ปฏิกิริยาของก๊าซร้อนกับออกซิเจนในการก่อไฟเป็นตัวอย่างที่เป็นสัญลักษณ์ของปฏิกิริยาประเภทนี้

ระบบอื่นใดที่สารตั้งต้นที่มีระยะต่างกันเข้าร่วมเช่นการออกซิเดชั่นของโลหะถือเป็นปฏิกิริยาที่ต่างกัน

วิธีการแยกส่วน

ตามหลักการแล้วเมื่อพิจารณาถึงความสม่ำเสมอจึงไม่สามารถแยกส่วนประกอบของระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันด้วยวิธีทางกลได้ น้อยกว่ามากหากเป็นสารบริสุทธิ์หรือสารประกอบซึ่งได้รับการแยกส่วนอะตอมของธาตุ

ตัวอย่างเช่นง่ายกว่า (หรือเร็วกว่า) ในการแยกส่วนประกอบของพิซซ่า (ระบบที่แตกต่างกัน) มากกว่ากาแฟ (ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน) ในขั้นแรกให้ใช้มือของคุณเอาส่วนผสมออกก็เพียงพอ ในขณะที่อย่างที่สองจะต้องใช้เวลามากกว่ามือในการแยกกาแฟออกจากน้ำ

วิธีการแตกต่างกันไปตามความซับซ้อนของระบบและขั้นตอนวัสดุ

การระเหย

การระเหยประกอบด้วยการให้ความร้อนแก่สารละลายจนกว่าตัวทำละลายจะระเหยไปจนหมดปล่อยให้ตัวถูกละลายตกตะกอน ดังนั้นวิธีนี้จึงใช้กับระบบของเหลวและของแข็งที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ตัวอย่างเช่นเมื่อละลายเม็ดสีในภาชนะบรรจุน้ำระบบจะแตกต่างกันในตอนแรกเนื่องจากผลึกของเม็ดสียังไม่กระจายไปทั่วทั้งปริมาตร หลังจากนั้นไม่นานน้ำทั้งหมดจะเปลี่ยนเป็นสีเดียวกันซึ่งบ่งบอกถึงการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

ในการกู้คืนเม็ดสีที่เพิ่มเข้ามาจะต้องอุ่นปริมาตรน้ำทั้งหมดจนกว่าจะระเหย ดังนั้นโมเลกุลของ H ₂ O จะเพิ่มพลังงานจลน์โดยเฉลี่ยเนื่องจากพลังงานที่ได้รับจากความร้อน สิ่งนี้นำไปสู่การหลบหนีเข้าสู่เฟสของก๊าซโดยทิ้งผลึกเม็ดสีไว้ที่ด้านล่าง (และบนผนังของภาชนะ)

สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับน้ำทะเลซึ่งเกลือของมันสามารถสกัดเป็นหินสีขาวได้เมื่อถูกความร้อน

ในทางกลับกันการระเหยยังใช้เพื่อกำจัดตัวถูกละลายที่ระเหยได้เช่นโมเลกุลของก๊าซ (O ₂ , CO ₂ , N ₂เป็นต้น) เมื่อสารละลายได้รับความร้อนก๊าซจะเริ่มรวมตัวกันเป็นฟองความดันซึ่งถ้าเกินความดันภายนอกจะเพิ่มขึ้นเพื่อหนีของเหลว

Rotaevaporation

วิธีนี้ทำให้สามารถกู้คืนตัวทำละลายอินทรีย์ได้โดยใช้สุญญากาศ มีประโยชน์มากโดยเฉพาะเมื่อสกัดน้ำมันหรือไขมันออกจากสารอินทรีย์

ด้วยวิธีนี้ตัวทำละลายสามารถนำกลับมาใช้เพื่อการสกัดในอนาคตได้ การทดลองเหล่านี้เป็นเรื่องปกติมากในการศึกษาน้ำมันธรรมชาติที่ได้จากอินทรียวัตถุใด ๆ (มีเรย์เมล็ดพืชดอกไม้เปลือกผลไม้ ฯลฯ )

การกลั่น

การกลั่นทำให้สามารถแยกส่วนประกอบของระบบของเหลวและของเหลวที่เป็นเนื้อเดียวกันได้ มันขึ้นอยู่กับความแตกต่างของจุดเดือดของแต่ละส่วนประกอบ (ΔT _eb ); ยิ่งความแตกต่างมากเท่าไหร่ก็จะยิ่งแยกออกจากกันได้ง่ายขึ้นเท่านั้น

ต้องใช้คอลัมน์ระบายความร้อนที่ส่งเสริมการควบแน่นของของเหลวที่ระเหยได้มากที่สุดซึ่งจะไหลเข้าสู่บอลลูนที่สะสม ประเภทของการกลั่นจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับค่าของΔT _ebและสารที่เกี่ยวข้อง

วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำให้ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันบริสุทธิ์ เช่นการกู้คืนผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซจากปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน อย่างไรก็ตามยังมีการประยุกต์ใช้สารผสมที่แตกต่างกันเช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในกระบวนการกลั่นน้ำมันดิบเพื่อให้ได้เชื้อเพลิงฟอสซิลและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ

การทำให้เป็นของเหลว

แล้วระบบก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกันล่ะ? ประกอบด้วยโมเลกุลของก๊าซหรืออะตอมมากกว่าหนึ่งชนิดซึ่งโครงสร้างโมเลกุลมวลและรัศมีอะตอมแตกต่างกัน

ดังนั้นพวกมันจึงมีคุณสมบัติทางกายภาพของตัวเองและทำงานแตกต่างกันเมื่อเผชิญกับความดันที่เพิ่มขึ้นและอุณหภูมิที่ลดลง

เมื่อทั้ง T และ P แตกต่างกันก๊าซบางชนิดมักจะมีปฏิกิริยารุนแรงกว่าก๊าซอื่น ๆ ด้วยแรงเพียงพอที่จะควบแน่นเป็นเฟสของเหลว ในทางกลับกันหากระบบทั้งหมดควบแน่นจึงใช้การกลั่นส่วนประกอบคอนเดนเสท

ถ้า A และ B เป็นก๊าซโดยผ่านการทำให้เป็นของเหลวพวกมันจะควบแน่นเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งจะต้องผ่านการกลั่น ด้วยวิธีนี้จะได้รับ A และ B บริสุทธิ์ในภาชนะที่แตกต่างกัน (เช่นออกซิเจนเหลวและไนโตรเจนแยกจากกัน)

ตัวอย่าง

ตัวอย่างเพิ่มเติมของระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันแสดงอยู่ด้านล่าง

ของชีวิตประจำวัน

- ยาสีฟันสีขาว.

- น้ำส้มสายชูเช่นเดียวกับแอลกอฮอล์ในเชิงพาณิชย์และน้ำยาซักผ้า

- พลาสมาในเลือด

-อากาศ. เมฆยังถือได้ว่าเป็นระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันแม้ว่าจริงๆแล้วจะมีหยดน้ำขนาดเล็กก็ตาม

- เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ไม่มีน้ำแข็ง

- น้ำหอม.

- เจลาตินนมและน้ำผึ้ง อย่างไรก็ตามกล้องจุลทรรศน์เป็นระบบที่ต่างกันแม้จะแสดงระยะเดียวด้วยตาเปล่าก็ตาม

- วัตถุทึบใด ๆ ที่มีลักษณะสม่ำเสมอที่มองเห็นได้เช่นสีความสว่างขนาด ฯลฯ ตัวอย่างเช่นนักเก็ตสมมาตรและโลหะหรือก้อนแร่หรือเกลือแบบเหลี่ยมเพชรพลอย กระจกยังตกอยู่ในช่วงของวัตถุนี้

เคมีภัณฑ์

- เหล็กและโลหะผสม อะตอมของโลหะของมันถูกจัดเรียงแบบผลึกที่พันธะโลหะมีส่วนร่วม ถ้าการกระจายของอะตอมสม่ำเสมอโดยไม่มี "ชั้น" ของอะตอมของโลหะ X หรือ Y

- สารละลายทั้งหมดที่เตรียมไว้ภายในหรือภายนอกห้องปฏิบัติการ

- ไฮโดรคาร์บอนบริสุทธิ์ (บิวเทนโพรเพนไซโคลเฮกเซนเบนซิน ฯลฯ )

- การสังเคราะห์หรือการผลิตทั้งหมดที่รีเอเจนต์หรือวัตถุดิบอยู่ในเฟสเดียว

การเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน

ปฏิกิริยาบางอย่างถูกเร่งโดยการเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งเป็นสารที่เข้าร่วมตามกลไกที่เฉพาะเจาะจงมากในช่วงเดียวกันของสารตั้งต้น นั่นคือในปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสารละลายในน้ำตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้จะต้องละลายได้

โดยทั่วไปการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นสิ่งที่เลือกได้มากแม้ว่าจะไม่ได้ใช้งานหรือมีเสถียรภาพมากนัก

อ้างอิง

1. บรรณาธิการของสารานุกรมบริแทนนิกา (2018) ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน สารานุกรมบริแทนนิกา. ดึงมาจาก: britannica.com
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24 กันยายน 2561). ความแตกต่างระหว่างส่วนผสมที่แตกต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกัน ดึงมาจาก: thoughtco.com
3. Chemicool. (2017) คำจำกัดความของ Homogeneous ดึงมาจาก: chemicool.com
4. LoveToKnow. (2018) ตัวอย่างของส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน สืบค้นจาก: example.yourdictionary.com
5. รู้วิทยาศาสตร์. (เอสเอฟ) เคมี: ระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน สืบค้นจาก: saberdeciencias.com
6. ศ. Lic. Naso C. (sf). ส่วนผสมและสารละลาย . ดึงมาจาก: cam.educaciondigital.net
7. Brazil R. (20 เมษายน 2018) การรวมตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน ดึงมาจาก: chemistryworld.com