تعادل ناهمگن

سیستم ناهمگن، در مقایسه با سیستم همگن، یک سیستم فیزیکی و شیمیایی است که در آن فاز هایی وجود دارد که با خواص فیزیکی متفاوت است. به این معنا است که در آن بخش هایی وجود دارد که دارای حالت های مختلف و ترکیب عناصر هستند. یک فاز از چنین سیستمی از یک طرف مرز جدا می شود، گذار از طریق آن موجب جهش کیفی در تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی سیستم می شود. چنین پارامترهای متغیر می تواند شکل و ساختار شبکه بلوری، چگالی ماده، ترکیب آن، میدان الکترومغناطیسی و دیگر موارد باشد.

بنابراین، حداقل یک جداسازی فاز مکانیکی در سیستم ناهمگن وجود دارد. نمونه هایی از این سیستم ها عبارتند از: آب و بخار، که دارای حالت های جامد مختلف، نفت و آب است، که در یک مخزن هستند، ترکیب متفاوت و دیگران دارند. اغلب غیرممکن است که یک مرز مشخص بین سیستم های همگن و ناهمگن ایجاد شود، زیرا مرز بسیار محدودی از انتقال بین فازها ایجاد می شود. به عنوان مثال، در تعلیق های مکانیکی این مرز توسط کلوئید ها اشغال شده است و در آنها ذرات جزئی از ماده حل شده وجود دارد. از یک طرف، یک سیستم همگن است، زیرا اندازه ذرات بسیار کوچک است که می توان آنها را نادیده گرفت. و از سوی دیگر، اگر چه در سطح اتمی، اما ماده در آنها هنوز وجود دارد، در این مورد، چنین سیستمی را می توان به عنوان ناهمگن در نظر گرفت.

مهمترین پارامتر مشخص کننده اصل ناهمگن بودن تعادل ناهمگن است. به عنوان مثال، با استفاده از راه حل های آب، این پدیده را در نظر بگیرید. تعادل ناهمگونی در آنها دارای خواصی هستند که شامل انتقال ذرات از طریق مرز محدودیت فاز حداقل در دو فاز همسایه است. ما در این توصیف فقط یک حلقه کوچک از این پدیده ها را می بینیم که مهمترین آنها از نظر کاربرد عملی آنها است. با خواص آنها، تعادل ناهمگونی بسیار متنوع است و بنابراین در فرایندهای شیمیایی شیمیایی رخ می دهد و از دیدگاه تجزیه و تحلیل نظری در شیمی فیزیکی مورد توجه است.

در فضای عملی مورد توجه بالاتر از همه، سیستم هایی مانند فاز جامد - مایع (رسوب - محلول اشباع) است. چنین سیستمی مهم است زیرا در عمل بسیاری از فن آوری های شیمیایی براساس جداسازی یک ماده از یک دیگر است. علاوه بر این، فرایندهای معکوس مهم هستند، در حالی که تعادل ناهمگونی نقش مهمی ایفا می کند. این شامل واکنش های ترجمه ترکیبات نامحلول محلول می شود.

سیستم دیگر - فاز جامد - راه حل مایع بر اساس پدیده تبادل یونی است. این پدیده شیمیایی در فن آوری تصفیه آب از راه حل های مختلف از ناخالصی های مختلف استفاده می شود و زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که لازم است جدا کردن مواد از یکدیگر باشد. در این مورد، تعادل ناهمگن در راه حل های الکترولیتی وجود دارد، آنها مهم هستند، زیرا روش های شیمیایی مرسوم برای جداسازی ترکیبات بی اثر هستند. تحقق عملی چنین انتقال هایی توسط مبادله یونی ارائه می شود که در جریان واکنش الکترولیتی بر روی سطح مبدل های یونی اثر می گذارد.

سیستم سوم که در میان سیستم های مورد نظر رایج است، یک سیستم مایع مایع است، این مسئله از حلال ها با ترکیبات مختلف مواد است. این مورد مورد استفاده قرار می گیرد زمانی که دو ماده حاوی مواد غیر قابل تقسیم به یکدیگر با شاخص های حلالیت متفاوت است، یعنی تعادل ناهمگون جدا شده است. کاربرد عملی این پدیده به نام استخراج است. در تولید صنعتی و در فرآیندهای شیمیایی، استخراج مؤثرترین روش جداسازی مواد است.