Halo

Para sa ibang gamit, tingnan ang halu-halo (paglilinaw).

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. [1] [2]

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. [3] 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). [4] [5] [6]

Mga katangian ng mga halo

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 ). [7] [8] Ang mga halo ay naiiba sa mga kemikal na kompuwesto sa mga sumusunod na paraan:

  • Ang mga sangkap sa isang halo ay maaaring paghiwalayin gamit ang mga pisikal na pamamaraan tulad ng pagsasala, pagyeyelo, at paglilinis.
  • May kaunti o walang pagbabago sa enerhiya kapag may nabuong timpla (tingnan ang Enthalpy ng paghahalo ).
  • Ang mga sangkap sa isang halo ay nagpapanatili ng kanilang mga hiwalay na katangian.

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 mga halo ay may mga variable na kompuwesto, habang ang mga kemikal na kompuwesto ay may isang nakapirming, tiyak na pormula.
  • kapag pinaghalo, ang mga indibidwal na sangkap ay nagpapanatili ng kanilang mga katangian sa isang halo, habang kung sila ay bumubuo ng isang tambalan ang kanilang mga katangian ay maaaring magbago. [9]

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 :

Talahanayan Ng Mga Mixtures
Medium ng pagpapakalat (yugto ng halo) Natunaw o nagkalat na yugto Solusyon Koloid Suspensyon (magaspang na pagpapakalat)
Gas Gas Halo ng Gas: hangin (oksiheno at iba pang mga gas sa nitrohino) None None
Likido None Likido aerosol:



ang ulap, ulap, singaw, mga spray ng buhok
Pagwilig
Solid None Solidong aerosol:[10]



usok, ulap ng yelo, hangin mga partikulo
Alikabok
Likido Gas Solusyon:



oxygen sa tubig
Likido bula:



whipped cream, pag-ahit ng cream
Foam ng dagat, ulo ng beer
Likido Solusyon:



mga inuming nakalalasing
Emulsyon:



gatas, mayonesa, cream ng kamay
Vinaigrette
Solid Solusyon:



asukal sa tubig
Likido sol:



pigmented tinta, dugo
Pagsuspinde:



putik (lupa mga particle na nasuspinde sa tubig), Kreta nasuspinde ang pulbos sa tubig
Solid Gas Solusyon:



hidroheno sa loob mga metal
Solid foam:



aerogel, styrofoam, pumice
Bula:



tuyo punasan ng espongha
Likido Solusyon:



amalgam (mercury sa loob ginto), hexane sa loob paraffin wax
Gel:



agar, gelatin, silicagel, opal
Basa na espongha
Solid Solusyon:



mga haluang metal, mga plasticizer sa loob mga plastik
Solid sol:



baso ng cranberry
Clay, silt, buhangin, graba, granito

Mga homogeneous at heterogenous na halo

Isang dayagrama na kumakatawan sa mikroskopikong antas ng mga pagkakaiba sa pagitan ng mga homogenous na halo, heterogenous na halo, kemikal na kompuwesto, at mga elemento.

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)

Mga homogenous na halo

Mga solusyon

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).

Mga gas

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).

Pangkalahatang Katangian ng isang Homogeneous Mixture

Ang mga pangunahing katangian ng mga solusyon ay tulad ng nakabalangkas sa ilalim ng: 

  • Ang lahat ng mga solusyon ay ang mga halimbawa ng homogenous na halo.
  • Ang mga partikula ng isang homogenous na halo ay mas mababa sa isang nanometero ang laki.
  • Ang isang homogenous mixture ay hindi nagpapakita ng epektong Tyndall.
  • Ang constituent ng homogenous na halo ay hindi maaaring paghiwalayin gamit ang sentripugasyon o dekantasyon.

Mga heterogenous na halo

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 . [11]

Pagkilala sa pagitan ng mga uri ng timpla

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: [12]

saan , , , , at ay ayon sa pagkakabanggit: ang heterogeneity ng ika- th na partikulo ng populasyon, ang mass concentration ng property ng interes sa ika th na partikulo ng populasyon, ang konsentrasyon ng bigat ng property ng interes sa populasyon, ang masa ng ika 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.

Mga epekto sa kalusugan

Ang pananaliksik sa polusyon sa hangin [13] [14] 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. [15]

Homogenisasyon

Mga katangian ng isang halo

Mga sanggunian

Padron:Chemical solutions

  1. Whitten K.W., Gailey K. D. and Davis R. E. (1992). General chemistry (ika-4th (na) edisyon). Philadelphia: Saunders College Publishing. ISBN 978-0-03-072373-5.
  2. Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geography (2002). General chemistry: principles and modern applications (ika-8th (na) edisyon). Upper Saddle River, N.J: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-014329-7. LCCN 2001032331. OCLC 46872308.
  3. De Paula, Julio; Atkins, P. W. (2002). Atkins' Physical Chemistry (ika-7th (na) edisyon). Oxford University Press. ISBN 978-0-19-879285-7.
  4. Alberts B.; atbp. (2002). Molecular Biology of the Cell, 4th Ed. Garland Science. ISBN 978-0-8153-4072-0.
  5. Laidler K. J. (1978). Physical chemistry with biological applications. Menlo Park: Benjamin/Cummings. ISBN 978-0-8053-5680-9.
  6. Weast R. C., Ed. (1990). CRC Handbook of chemistry and physics. Boca Raton: Chemical Rubber Publishing Company. ISBN 978-0-8493-0470-5.
  7. Pleasants, Julian M, pat. (2017). "A Call to Duty: The Selective Service Act of 1940". Home Front. doi:10.5744/florida/9780813054254.003.0003. ISBN 978-0-8130-5425-4.
  8. Ashworth, William, pat. (2001). "Mixture". The Encyclopedia of Environmental Studies. Facts on File.
  9. "Definition of mixture - Chemistry Dictionary". www.chemicool.com. Nakuha noong 2018-11-30.
  10. Maling banggit (Hindi tamang <ref> tag; walang binigay na teksto para sa refs na may pangalang PDF1); $2
  11. Sahimi, Muhammad (26 May 2006). Heterogeneous Materials I: Linear Transport and Optical Properties. Springer. p. 31. ISBN 978-0-387-21705-5.
  12. Gy, P (1979). Sampling of Particulate Materials: Theory and Practice. Amsterdam: Elsevier.
  13. US EPA, ORD. "Exposure and Health Effects of Mixtures of Air Pollutants". 19january2017snapshot.epa.gov (sa wikang Ingles). Nakuha noong 2022-11-10.
  14. Institute, Health Effects (2016-03-09). "Multipollutant Mixtures". Health Effects Institute (sa wikang Ingles). Nakuha noong 2022-11-10.
  15. Majumder, Nairrita; Kodali, Vamsi; Velayutham, Murugesan; Goldsmith, Travis; Amedro, Jessica; Khramtsov, Valery V; Erdely, Aaron; Nurkiewicz, Timothy R; Harkema, Jack R; Kelley, Eric E; Hussain, Salik (2022-10-27). "Aerosol physicochemical determinants of carbon black and ozone inhalation co-exposure induced pulmonary toxicity". Toxicological Sciences. 191 (1): 61–78. doi:10.1093/toxsci/kfac113. ISSN 1096-6080. PMC 9887725. PMID 36303316.