Хетерогенно равновесие

Хетерогенната система, за разлика от хомогенната, е физикохимична система, в която съществуват фази, които се различават във физичните свойства. Това означава, че в него има части, които са различни агрегатни състояния и състава на елементите. Една фаза на такава система се отделя от другата от границата, преминаването през която предизвиква качествен скок във физикохимичните свойства на системата (веществото). Такива променливи параметри могат да бъдат формата и структурата на кристалната решетка, плътността на материята, нейният състав, електромагнитното поле и други.

По този начин в хетерогенната система съществува поне механично разделяне на фазите. Примери за такива системи са водата и парата, които имат различни агрегатни състояния, масло и вода, които са в същия съд, имат различен състав и други. Много често е невъзможно да се очертае ясна граница между хомогенни и хетерогенни системи, тъй като е трудно да се установи границата на прехода между фазите. Например при механични суспензии тази граница е заета от колоиди и в тях има малки частици от разтвореното вещество. От една страна, това е така хомогенна система, защото размерите на частиците са толкова малки, че тяхната величина може да бъде пренебрегната. От друга страна, макар и на атомно ниво, но веществото в тях все още е налице, в този случай такава система може да се разглежда като хетерогенна.

Най-важният параметър, характеризиращ принципа на хетерогенност, е хетерогенното равновесие. Помислете за смисъла на това явление като използвате водни разтвори като пример. В тях хетерогенното равновесие има такива свойства, които се състоят в пренасянето на частици през границата на фазовата граница поне в две съседни фази. Ние ще се докоснем до това описание само на малък кръг от тези явления, които са най-значими от гледна точка на практическото им приложение. С техните свойства хетерогенното равновесие е доста разнообразно и поради това се осъществява в химически технологични процеси и представлява интерес от гледна точка на теоретичния анализ във физическата химия.

В практическия интерес представлява главно такива системи като твърдо-течната фаза (утайка - наситен разтвор). Такава система е важна, защото на практика много химически технологии се основават на отделянето на едно вещество от другото. Освен това обратните процеси са важни, където хетерогенното равновесие играе голяма роля. Те включват реакцията на превръщането на слабо разтворими съединения в разтвори.

Друга система - твърдата фаза - течният разтвор се основава на феномена йонен обмен. Това е химическо явление Той е често срещан в технологиите за почистване на водни разтвори от различни видове примеси и се използва, когато е необходимо да се отделят вещества един от друг. В този случай има хетерогенно равновесие в разтвори на електролити, те са важни, тъй като конвенционалните химични методи за разделяне на съединенията са неефективни. Практическото осъществяване на такива преходи се осигурява от йонен обмен, който протича на повърхността на йонообменители по време на електролитната реакция.

Третата система, която е обща за разглежданите системи, е система течност-течност, въпрос на разтворители с различни състави на материята. Този случай се използва, когато две вещества съдържат вещества, несмесими един към друг, с различни индекси на разтворимост, т.е. се получава изолирано хетерогенно равновесие. Практическото използване на това явление се нарича извличане. В промишленото производство и химични процеси извличането е най-ефективният начин за разделяне на веществата.