Halo

Sa kimika, ang halo ay isang materyal na binubuo ng dalawa o higit pa na magkakaibang kemikal na sangkap na maaaring paghiwalayin sa pamamagitan ng pisikal na pamamaraan. Ito ay isang hindi puro na sangkap na binubuo ng 2 o higit pang mga elemento o compound na mekanikal na pinaghalo sa kahit anumang proporsyon. Ang isang halo ay ang pisikal na kumbinasyon ng dalawa o higit pang mga sangkap kung saan ang mga pagkakakilanlan ay pinananatili at pinaghalo sa anyo ng mga solusyon, suspensyon o koloide.
Ang mga halo ay isang produkto o dulot ng mekanikal na paghahalo o paghahalo ng mga kemikal na sangkap tulad ng mga elemento at kompuwestong pangkemika, nang walang kemikal na pagbubuklod o iba pang kemikal na pagbabago, upang ang bawat sangkap ay mapanatili ang sarili nitong mga kemikal na katangian. Sa kabila ng katotohanang walang mga kemikal na pagbabago sa mga nasasakupan nito, ang mga pisikal na katangian ng isang halo, tulad ng punto ng pagkatunaw nito, ay maaaring mag-iba sa mga bahagi o pangkat. Ang ilang mga halo ay maaaring ihiwalay sa kanilang mga bahagi sa pamamagitan ng paggamit ng pisikal (mekanikal o termal) na paraan. Ang azeotropes ay isang uri ng halo na kadalasang nagdudulot ng malaking kahirapan hinggil sa mga proseso ng paghihiwalay na kinakailangan upang makuha ang kanilang mga nasasakupan (pisikal o kemikal na proseso o, kahit isang timpla ng mga ito).
Ang lahat ng mga halo ay maaaring ilarawan bilang mapaghihiwalay sa pamamagitan ng mekanikal na paraan (hal. puripikasyon, destilasyon, electrolysis, kromatograpiya, pag-init, pagsasala, grabedad na pag-aayos, at sentripugasyon ). Ang mga halo ay naiiba sa mga kemikal na kompuwesto sa mga sumusunod na paraan:
Sa halimbawa na buhangin at tubig, wala ni isa sa dalawang sangkap na ito ang nagbago sa anumang paraan kapag pinaghalo ang mga ito. Bagama't ang buhangin ay nasa tubig, pinapanatili pa rin nito ang parehong mga katangian na mayroon ito noong ito ay nasa labas pa ng tubig.
Ang sumusunod na talaan ay nagpapakita ng mga pangunahing katangian at mga halimbawa para sa lahat ng posibleng phase na kumbinasyon ng tatlong "uri" ng mga halo :
Ang mga halo ay maaaring maging homogenous o heterogenous : isang halo ng pare-parehong kompuweswto at kung saan ang lahat ng mga bahagi ay nasa parehong phase, tulad ng asin sa tubig, ay tinatawag na homogenous, samantalang ang isang halo ng hindi pare-parehong kompuwesto at kung saan ang mga bahagi ay madaling natukoy, tulad ng buhangin sa tubig, ito ay tinatawag na heterogenous.
Karagdagan pa rito, ang "uniporme na halo " ay isa pang termino para sa homogenous na halo at " di-uniporme na halo " ay isa pang termino para sa heterogenous na halo . Ang mga terminong ito ay hinango mula sa ideya na ang isang homogenous na timpla ay may pare-parehong hitsura dahil ang mga partikulo ay pantay na ipinamamahagi. Gayunpaman, ang isang heterogenous na halo ay may mga sangkap na bumubuo na nasa iba't ibang mga yugto at madaling makilala sa isa't isa. Bilang karagdagan, ang isang heterogenous na timpla ay maaaring may pare-pareho (hal. koloide) o hindi pare-pareho (hal. lapis) na kompuwesto
Maraming solidong sangkap, tulad ng asin at asukal, ang natutunaw sa tubig upang bumuo ng mga homogenous na haloo " solusyon ", kung saan mayroong parehong solute (natunaw na sangkap) at solvent (nagtutunaw na sangkap). Ang hangin ay isang halimbawa rin ng isang solusyon: isang homogenous na halo ng nitrohino na tagatunaw, kung saan ang oksihino at mas maliit na halaga ng iba pang mga gas na solute ay natutunaw. Ang mga halo ay hindi limitado sa alinman sa kanilang bilang ng mga sangkap o sa mga halaga ng mga sangkap na iyon, bagaman sa karamihan ng mga solusyon, ang proporsyon ng solute-to-solvent ay maaari lamang umabot sa isang tiyak na punto bago maghiwalay at maging heterogenous ang halo.
Ang isang homogenous na halo ay nailalarawan sa pamamagitan ng pare-parehong pagpapakalat ng mga sangkap na bumubuo nito sa buong; ang mga sangkap ay umiiral sa pantay na proporsyon sa lahat ng dako sa loob ng pinaghalong. Sa ibang paraan, ang isang homogenous na timpla ay magiging pareho kahit saan sa pinaghalong ito ay na-sample. Halimbawa, kung ang isang solido-likido solution ay nahahati sa dalawang halves ng pantay na volume, ang mga halves ay maglalaman ng pantay na halaga ng parehong tagatunaw na likido at natunaw na solido (solvent at solute)
Ang isang solusyon ay katumbas ng isang "homogeneous na halo". Sa mga solusyon, ang mga solute ay hindi maaayos pagkatapos ng anumang yugto ng panahon at hindi sila maaaring alisin sa pamamagitan ng mga pisikal na pamamaraan, tulad ng isang salaan o centrifuge . Bilang isang homogenous na halo, ang isang solusyon ay may isang bahagi (solido, likido, o gas), bagaman ang bahagi ng solute at solvent ay maaaring sa simula ay naiiba (hal., tubig-alat).
Ang mga gas ay nagpapakita ng pinakamaraming espasyo (at, dahil dito, ang pinakamahinang intermolecular na pwersa) sa pagitan ng kanilang mga atomo o molekula; dahil ang intermolecular na pakikipag-ugnayan ay minuscule kumpara sa mga likido at solido, ang mga dilute na gas ay napakadaling bumubuo ng mga solusyon sa isa't isa. Ang hangin ay isang halimbawa: maaari itong mas partikular na inilarawan bilang isang gas na solusyon ng oksiheno at iba pang mga gas na natunaw sa nitrohino (ang pangunahing bahagi nito).
Ang mga pangunahing katangian ng mga solusyon ay tulad ng nakabalangkas sa ilalim ng:
Ang mga halimbawa ng heterogenous na halo ay mga emulsion at foams . Sa karamihan ng mga kaso, ang halo ay binubuo ng dalawang pangunahing sangkap. Para sa isang emulsion, ang mga ito ay mga hindi mapaghalo na likido tulad ng tubig at langis. Para sa isang foam, ito ay isang solido at isang likido, o isang likido at isang gas. Sa mas malaking kaliskis ang parehong mga nasasakupan ay naroroon sa anumang rehiyon ng pinaghalong, at sa isang mahusay na halo-halong halo sa pareho o bahagyang iba't ibang mga konsentrasyon. Sa isang mikroskopikong sukat, gayunpaman, ang isa sa mga nasasakupan ay wala sa halos anumang sapat na maliit na rehiyon. (Kung ang ganitong kawalan ay karaniwan sa macroscopic scale, ang kumbinasyon ng mga constituent ay isang dispersed medium, hindi isang halo.) Maaaring makilala ng isa ang iba't ibang katangian ng heterogenous na halo sa pamamagitan ng pagkakaroon o kawalan ng continuum percolation ng kanilang mga constituent. Para sa isang foam, ang isang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng reticulated foam kung saan ang isang constituent ay bumubuo ng isang konektadong network kung saan ang isa ay maaaring malayang tumagos, o isang closed-cell foam kung saan ang isang constituent ay naroroon bilang nakulong sa maliliit na mga cell na ang mga pader ay nabuo sa pamamagitan ng iba pang mga nasasakupan. Ang isang katulad na pagkakaiba ay posible para sa mga emulsyon. Sa maraming mga emulsion, ang isang constituent ay naroroon sa anyo ng mga nakahiwalay na rehiyon na karaniwang isang globular na hugis, na nakakalat sa iba pang constituent. Gayunpaman, posible rin na ang bawat bumubuo ay bumubuo ng isang malaki, konektadong network. Ang ganitong halo ay tinatawag na bicontinuous .
Ang paggawa ng pagkakaiba sa pagitan ng homogenous at heterogenous na mga mixture ay isang usapin ng sukat ng sampling. Sa isang magaspang na sukat, ang anumang halo ay masasabing homogenous, kung ang buong artikulo ay pinahihintulutang mabilang bilang isang "sample" nito. Sa sapat na sukat, ang anumang halo ay masasabing heterogenous, dahil ang isang sample ay maaaring kasing liit ng isang molekula. Sa praktikal na mga termino, kung ang pag-aari ng interes ng pinaghalong ay pareho anuman ang sample nito ay kinuha para sa pagsusuri na ginamit, ang timpla ay homogenous.
Ang teorya ng sampling ni Gy ay may dami na tumutukoy sa heterogeneity ng isang partikulo bilang:
saan h i {\displaystyle h_{i}} , c i {\displaystyle c_{i}} , c batch {\displaystyle c_{\text{batch}}} , m i {\displaystyle m_{i}} , at m aver {\displaystyle m_{\text{aver}}} ay ayon sa pagkakabanggit: ang heterogeneity ng ika- i {\displaystyle i} th na partikulo ng populasyon, ang mass concentration ng property ng interes sa ika i {\displaystyle i} th na partikulo ng populasyon, ang konsentrasyon ng bigat ng property ng interes sa populasyon, ang masa ng ika i {\displaystyle i} na partikulo sa populasyon, at ang average na masa ng isang partikulo sa populasyon.
Sa panahon ng sampling ng mga heterogenous na halo ng mga partikulo, ang pagkakaiba ng pagkakamali sa samplingay karaniwang hindi wala.
Hinango ni Pierre Gy, mula sa Poisson sampling na modelo, ang sumusunod na formula para sa pagkakaiba-iba ng error sa sampling sa konsentrasyon ng bigat sa isang sample:
kung saan ang V ay ang pagkakaiba ng pagkakamali sa sampling, ang N ay ang bilang ng mga particle sa populasyon (bago kunin ang sample), q ang i ay ang posibilidad na maisama ang i th particle ng populasyon sa sample (ibig sabihin ang first-order inclusion probability ng ika-i na partikulo), m ang i ay ang masa ng ika- i na partikulo ng populasyon at a ang i ay ang konsentrasyon ng property of interest saika- i na partikulo ng populasyon.
Ang equation sa itaas para sa variance ng sampling ay isang approximation batay sa isang linearization ng konsentrasyon ng bigat sa isang sample.
Sa teorya ni Gy, ang tamang sampling ay tinukoy bilang isang sampling scenario kung saan ang lahat ng mga particle ay may parehong posibilidad na mapabilang sa sample. Ito ay nagpapahiwatig na ang q hindi na ako umaasa sa i, at samakatuwid ay maaaring mapalitan ng simbolo q . Ang equation ni Gy para sa variance ng pagkakamali sa sampling ay nagiging:
kung saan ang isang batch ay ang konsentrasyon ng katangian ng interes sa populasyon kung saan kukunin ang sample at ang M batch ay ang masa ng populasyon kung saan kukunin ang sample.
Ang pananaliksik sa polusyon sa hangin ay nagpapakita ng mga epekto sa biyolohikal at kalusugan pagkatapos ng pagkakalantad sa mga halo ay mas malakas kaysa sa mga epekto mula sa pagkakalantad ng mga indibidwal na sangkap.
Padron:Chemical solutions