ГОМО- ГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ

ГОМО- ГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ. Гомогенными называются системы, обладающие во всех своих механически отделимых частях одинаковыми физ. и хим. свойствами. При этом молекулы, из к-рых система построена, могут быть и различны. Примером гомогенных систем может служить раствор соли в воде, смесь спирта с водой или воздух, представляющий смесь различных газов. Гетерогенными считаются системы, состоящие из нескольких гомогенных частей, отделенных друг от друга поверхностями раздела. Каждая из таких однородных частей, входящих в состав гетерогенной системы, называется ее «фазой», а самая гетерогенная система—многофазной (в зависимости от числа фаз—двухфазной, трехфазной и т. д.). При многих процессах, протекающих в гетерогенной системе, большое значение имеет величина поверхности, разделяющей ее фазы. Чем эта поверхность больше, тем быстрее могут например происходить хим. взаимодействия обеих фаз. На поверхности раздела фаз свойства материи резко меняются. Однако границами фаз являются, собственно говоря, не поверхности в строго математическом смысле слова, а очень тонкие погранич- ные слои или пленки, в пределах к-рых свойства одной фазы переходят в свойства другой. Эти пограничные пленки играют большую роль при явлениях капилярности и поверхностного натяжения. Фазы гетерогенной системы могут быть тождественны в хим. отношении и различаться только своим агрегатным состоянием (напр. система лед-вода-пар). Возможно и обратное соотношение: фазы гетерогенной системы могут представлять одно и то же агрегатное состояние и различаться своим хим. составом. Например: эфир при смешении с водой образует два слоя, две жидкие фазы (снизу—раствор эфира в воде, сверху—раствор воды в эфире). В простейшем случае каждая фаза отделена от остальных одной сплошной, непрерывной поверхностью. Последняя может однако распадаться на ряд отдельных, изолированных поверхностей. Так, при встряхивании воды, и масла последнее разбивается на множество отдельных капель, образует эмульсию масла в воде.Такая фаза,состоящая из тождественных между собой, но пространственно изолированных частей, называется раздробленной или дисперсной фазой, а сама гетерогенная система получает в этом случае название дисперсной системы (см.). К таким же дисперсным гетерогенным системам принадлежат коллоиды. Гетерогенность дисперсных систем меньше бросается в глаза и может быть обнаружена оптически лишь при помощи микроскопа (у эмульсий и суспенсий) или ультрамикроскопа (у коллоидов); здесь можно поэтому говорить о микрогетерогенных системах. Существование таких микрогетерогенных систем, представляющих все последовательные переходы от грубо гетерогенных к гомогенным системам, ясно показывает известную условность понятий «гомо-и гетерогенные системы». Только несовершенство наших методов исследования не позволяет видеть (или механически отделять друг от друга) отдельные молекулы гомогенной системы и т. о. замечать ее пространственную неоднородность. Гетерогенные системы могут различаться как по числу фаз, так и по числу хим. индивидуумов, хим. компонентов, входящих в состав системы. Гетерогенные системы, построенные из одного хим. компонента (напр. вода-лед; вода-пар-лед), называются унарными; системы из двух хим. компонентов (напр. эмульсия воды с маслом)—называются бинарными, из трех—тернарными и т. д. С увеличением числа компонентов системы число возможных фаз очевидно сильно возрастает. Газообразных фаз, в виду перемешиваемое™ газов, конечно может быть только одна. Твердых фаз даже и в системе из одного хим. компонента—может быть несколько; напр. при наличии в системе октаэдрической и ромбической серы обе эти кристаллические формы следует принимать за отдельные фазы. При изучении гетерогенных систем возникает вопрос об условиях возможного сосуществования отдельных фаз или, иными словами, об условиях равновесия системы. Согласно «правилу фаз», к-рое было термодинамически выведено Гиббсом (Gibbs), для гетерогенных систем существует определенная зависимость между числом хим. компонентов (п), числом фаз (г) и числом степеней свободы (ф), т. е. числом тех определяющих состояние системы условий (t°, давление), которые могут быть изменяемы без нарушения равновесия. Зависимость эта выражается соотношением ф = п + 2-г. Для системы, в к-рой число фаз на 2 больше числа компонентов, ф равняется 0, т. е. нет ни одного условия, к-рое могло бы быть изменено без нарушения равновесия. Всякое изменение условий поведет к нарушению равновесия, к исчезновению одной фазы. Такие системы называются нонвариант-ными (или инвариантными). Система из п хим. компонентов, образующих п+1 фазу, обладает однойстепеныо свободы, т. е. одно из определяющих систему условий может быть произвольно изменено—это система моновариантная. Системы из п хим. компонентов и из п фаз обладают двумя степенями свободы и называются дивариантными и т. д. Так, в простейшем случае для системы, состоящей из одного компонента, например из молекул воды, как показывает рисунок, только в одной точке (при температуре—0,0076 и давлении 4,57 мм) могут сосуществовать все три фазы: лед, вода и пар. Система является инвариантной (ф = 1+2-3 = 0): постоянство V и давления не может быть нарушено без исчезновения хоти бы одной фазы системы. Напротив, в двухфазной системе—вода-пар одно из физических условий может быть произвольно изменено, но другое получает тогда строго фиксированное значение; напр. каждой t° соответствует определенное давление пара. Наконец одна вода (или один только пар) имеет 2 степени свободы, т. е. допускает произвольное изменение и t° и давления. Лит.: NernstW., Theoretiscne Chemie, p. 527, 547, 697, Stuttgart, 1926.

• ГОМО- ГЕТЕРОЗИГОТЫ, термины, введенные в генетику Бетсоном (Bateson) для обозначения строения организмов в отношении какого-либо наследственного задатка (гена). Если какой-нибудь ген получен от обоих родителей, то организм будет гомозиготен по этому ...
• ГОМОЙОТЕРМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ (от. греч. homoios—равный, одинаковый и therme— теплота), или теплокровные (син. гомеотерм-ные и гомотермные животные), те животные, к-рые обладают регуляционным аппаратом, позволяющим им поддерживать t° тела приблизительно постоянной и почти независимой ...
• ГОМОЛОГИЧЕСКИЕ РЯДЫ, группы органических соединений с одинаковой хим. функцией, но отличающихся друг от друга одной или несколькими метиленовыми (СН2) группировками. Если в простейшем соединении ряда насыщенных углеводородов— метане, СН4, один из ...
• ГОМОЛОГИЧНЫЕ ОРГАНЫ (от греч. ho-mologos—согласный, соответственный), название морфологически сходных органов,т.е. органов одинакового происхождения, развивающихся из одинаковых зачатков и обнаруживающих сходное морфол. соотношение. Термин «гомология» введен английским анатомом Р. Оуеном (R. Owen) для ...
• ГОМОПЛАСТИКА, или гомойопласти-ка (от греч. homoios—подобный), изопла-стика, свободная пересадка тканей или органов от одного индивидуума на другого того же вида, в том числе и от одного человека на другого. Начало ...