Гомогенна система

Для характеристики досить великої кількості як хімічних, так і фізичних процесів і систем, застосовується категорія «фаза».

У самому простому розумінні категорією «фаза» називають самостійну, частина якоїсь системи, яка характеризується відносною однорідністю структури і складу. Фаза, як правило, досить автономна і відділяється від інших фаз системи певної кордоном - міжфазним розділом.

З точки зору хімічних систем, до яких належить і гомогенна система, фазою може виступати речовина в будь-якому агрегатному стані: газ, тверда речовина, рідину, а також їх суміші та розчини. Загальною властивістю також виступає те, що будь-яка не змішувати частину газу, рідини або будь-яке з твердих тіл становлять окрему фазу. Наприклад, якщо розглянути в якості зразка систему, в яку входять лід, який тане і вода, то в цій системі можна виділити дві фази - воду і лід. Справа в тому, що вони хоч і мають один склад, але за будовою речовини різні, а тому являють собою автономні фази. Таким же чином можна навести приклади існування речовин, у яких ми можемо зафіксувати наявність тільки однієї фази. До таких слід віднести повітря, водний розчин марганцівки, соляну кислоту. У цих з'єднаннях немає видимих міжфазних розділів, і в кожній точці системи її склад однорідний.

Разом з тим, вказане на самому початку статті визначення поняття не є достатнім і вичерпним. Воно включає вимоги однорідності та ідентичності складу, але такий підхід доречний тільки відносно рівноважних систем. У тому ж випадку, коли система знаходиться в стані протікання хімічної реакції, фаза може бути і неоднорідною. Та й обсяги однорідної фази будуть несумірні з з розмірами елементів, що складають дану фазу.

Категорія «фаза» служить критерієм і для класифікації фізико-хімічних систем. За кількістю їх всі системи поділяються на такі види, як гомогенна система і гетерогенна система. Відповідним чином можна і сформулювати і визначення цих категорій. Гетерогенна система-це така, в якій кількість фаз не дорівнює одній. І, відповідно, гомогенна система - це система, в якій виділяється тільки одна фаза.

Самі фази також класифікують на типи. Суцільна фаза - це така, в якій потрапляння з однієї точки в іншу відбувається без перетину межфазного розділу. Саме наявністю такої і тільки такий фази характеризується гомогенна система.

На противагу їй гетерогенна система створюється як суцільний фазою, так і дисперсної, тобто роздробленою на деяку кількість окремих складових.

Прикладом гомогенних систем можуть служити істинні розчини, тому що частинки, які їх складають, представляють суміш, існуючу на атомарному рівні.

Найбільш показово фізичний зміст цього поняття характеризує така категорія, як константа рівноваги гомогенної системи. Ця константа, у свою чергу, характеризує інше важливе властивість гомогенних систем - рівновагу. Реакції, які протікають в межах однієї фази, іменуються гомогенними, це означає, що все що у ній елементи перебувають в одному агрегатному стані. Рівновага в ході таких реакцій характеризує таке поняття, як рівновагу в гомогенної системі. Це означає, що протягом таких реакцій відбувається до такого встановленого концентраційного рівня, при якому можливе ще як пряме, так і зворотне протягом реакції. Цей стан ще називають станом хімічної рівноваги і воно, за великим рахунком, виступає в якості показника, при якому протягом реакції припиняється як таке.

Константа рівноваги дає можливість визначити здатність повного протікання хімічної реакції при тих чи інших умовах. Вона є величиною універсальною і відноситься до будь-яких систем.