Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Klassifizierung homogener und heterogener Materialien
- Eigenschaften einer homogenen Mischung
Das Wort homogen wird in vielen Disziplinen verwendet, um verschiedene Dinge zu bedeuten, aber sie alle wenden das Wort auf einige Merkmale an, die gleich sind. Die Bedeutung von homogen basiert auf dem griechischen Wort "homo", was "dasselbe" bedeutet. In der Mathematik sind beispielsweise lineare Gleichungen, die gleich Null sind, homogene Gleichungen. In der Statistik sind Informationen, die auf Daten aus einer Quelle basieren, homogen. Populationen, die größtenteils dieselben Eigenschaften aufweisen, sind homogen, und das Universum ist homogen, wenn verschiedene Richtungen dieselben Eigenschaften aufweisen.
In der Wissenschaft wird Homogen am häufigsten zur Klassifizierung von Materialien verwendet. Gemische, Substanzen und Lösungen können unterschiedliche Eigenschaften haben und ihre Homogenität gibt Hinweise auf ihr Verhalten. Dies ist eine der wichtigsten wissenschaftlichen Verwendungen des Begriffs.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Das Wort "homogen" basiert auf dem griechischen Wort "homo", was "dasselbe" bedeutet. Es wird in vielen Disziplinen verwendet, um Merkmale zu charakterisieren, die gleich sind, aber eine der wichtigsten wissenschaftlichen Verwendungen ist die Klassifizierung von Materialien. In einer homogenen Mischung ist ein Teil der Mischung genauso wie jeder andere Teil. Wenn die verschiedenen Teile eine unterschiedliche Zusammensetzung haben, ist die Mischung heterogen.
Klassifizierung homogener und heterogener Materialien
Die gebräuchlichsten Materialien sind Gemische aus mehreren Substanzen oder einer einzelnen Substanz mit unterschiedlichen Reinheitsgraden. Zum Beispiel ist Luft ein Gemisch aus Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid, aber die Luft enthält immer viele andere Verunreinigungen. Wasser ist eine Einzelsubstanz mit der chemischen Zusammensetzung H2O, aber Wasser enthält normalerweise Spuren von Verunreinigungen. Salatdressing ist eine Mischung aus Öl, Essig und anderen Substanzen. Alle diese Gemische können entweder als homogen oder heterogen klassifiziert werden. Eine solche Klassifizierung ist wichtig, da homogene Gemische schwer in ihre Bestandteile zu trennen sind, während heterogene Gemische leicht zu trennen sind. Für Forschungszwecke oder industrielle Prozesse kann die Art der verwendeten Mischung einen großen Unterschied hinsichtlich der zu verwendenden Prozesse und der Kosten ausmachen.
Eigenschaften einer homogenen Mischung
Die Substanzen eines homogenen Gemisches verbinden sich auf molekularer oder mikroskopischer Partikelebene vollständig, bilden jedoch keine chemischen Bindungen. Übliche homogene Gemische sind Lösungen, die sich dadurch auszeichnen, dass sich die gelösten Substanzen nicht mit der Zeit abscheiden. In Flüssigkeiten können sich heterogene Gemische absetzen, z. B. Schlick in Wasser. Zucker löst sich in Wasser, bildet eine homogene Lösung und setzt sich nicht ab.
Während Lösungen wie Zucker in Wasser homogen sind und durchweg die gleiche Konzentration aufweisen, kann die Konzentration zweier verschiedener Lösungen stark variieren. Einige Lösungen enthalten nur einen kleinen Teil des gelösten Stoffs im Lösungsmittel und werden verdünnt, während andere viel gelösten Stoff enthalten und konzentriert oder gesättigt sind. Bei heterogenen Gemischen kann die Konzentration zwischen zwei Gemischen ebenfalls variieren, sie kann jedoch auch innerhalb des Gemisches selbst variieren.
Die Heterogenität eines Gemisches erleichtert die Trennung in Komponenten. Beispielsweise können Teile eines heterogenen Gemisches abgeschöpft, durch ein Sieb gesiebt oder durch ein Tuch gesiebt werden. Keine dieser Methoden funktioniert mit homogenen Gemischen und Lösungen. Stattdessen müssen physikalische oder chemische Prozesse angewendet werden. Beispielsweise kann Wasser abdestilliert, dh gekocht und kondensiert werden. Jeglicher Zucker oder anderer gelöster Stoff im Wasser bleibt zurück. Luft ist ein homogenes Gemisch, aber Sauerstoff kann durch Verbrennung entfernt werden. Obwohl die homogenen Gemische schwer zu trennen sind, weil sie einheitlich aussehen, können physikalische und chemische Prozesse die Arbeit erledigen.