SISTEM TIDAK HOMOGEN: KARAKTERISTIK DAN CONTOH - KIMIA - 2025

Sistem yang tidak homogen adalah sistem yang meskipun tampak homogen, sifat-sifatnya dapat bervariasi di lokasi tertentu di ruang angkasa. Komposisi udara, misalnya, meski merupakan campuran gas yang homogen, berubah sesuai ketinggian.

Tapi apakah sistem itu? Suatu sistem secara umum didefinisikan sebagai sekumpulan elemen yang saling terkait yang berfungsi secara keseluruhan. Dapat juga ditambahkan bahwa elemen-elemennya saling campur tangan untuk memenuhi fungsi tertentu. Ini adalah kasus sistem pencernaan, peredaran darah, saraf, endokrin, ginjal dan pernapasan.

Sumber: Pixabay

Namun, sistem bisa menjadi sesuatu yang sederhana seperti segelas air (gambar atas). Perhatikan bahwa saat menambahkan setetes tinta, tinta akan terurai menjadi warnanya dan menyebar ke seluruh volume air. Ini juga merupakan contoh dari sistem yang tidak homogen.

Ketika sistem terdiri dari ruang tertentu tanpa batasan yang tepat seperti benda fisik, maka disebut sistem material. Materi memiliki sekumpulan sifat seperti massa, volume, komposisi kimia, kepadatan, warna, dll.

Properti dan status suatu sistem

Sifat fisik materi dibagi menjadi sifat ekstensif dan sifat intensif.

Properti yang luas

Mereka bergantung pada ukuran sampel yang dipertimbangkan, misalnya massa dan volumenya.

Sifat intensif

Mereka adalah orang-orang yang tidak berbeda dengan ukuran sampel yang dipertimbangkan. Sifat-sifat ini meliputi suhu, kepadatan, dan konsentrasi.

Status materi

Di sisi lain, sistem juga bergantung pada fase atau keadaan di mana materi terkait dengan properti ini. Jadi, materi memiliki tiga keadaan fisik: padat, gas, dan cair.

Suatu materi dapat memiliki satu atau lebih kondisi fisik; seperti kasus air cair dalam kesetimbangan dengan es, padatan dalam suspensi.

Karakteristik sistem homogen, heterogen dan tidak homogen

Sistem homogen

Sistem homogen dicirikan dengan memiliki komposisi kimia yang sama dan sifat intensif yang sama secara keseluruhan. Ia memiliki fase tunggal yang dapat berbentuk padat, cair atau gas.

Contoh sistem homogen adalah: air murni, alkohol, baja, dan gula yang dilarutkan dalam air. Campuran ini membentuk apa yang disebut larutan sejati, yang ditandai dengan zat terlarut berdiameter kurang dari 10 milimikras, stabil terhadap gravitasi dan sentrifugasi ultrasentrifugasi.

Sistem -Heterogen

Sistem heterogen menyajikan nilai yang berbeda untuk beberapa properti intensif di lokasi berbeda dalam sistem yang sedang dipertimbangkan. Situs dipisahkan oleh permukaan diskontinuitas, yang dapat berupa struktur membran atau permukaan partikel.

Dispersi kasar partikel lempung dalam air adalah contoh sistem heterogen. Partikel tidak larut dalam air dan tetap tersuspensi selama sistem diaduk.

Saat agitasi berhenti, partikel tanah liat mengendap di bawah aksi gravitasi.

Demikian pula, darah adalah contoh sistem heterogen. Itu terdiri dari plasma dan sekelompok sel, di antaranya adalah eritrosit, dipisahkan dari plasma oleh membran plasma mereka yang berfungsi sebagai permukaan diskontinuitas.

Plasma dan bagian dalam eritrosit memiliki perbedaan konsentrasi unsur tertentu seperti natrium, kalium, klorin, bikarbonat, dll.

Sistem -Inhomogeneous

Hal ini ditandai dengan adanya perbedaan antara beberapa sifat intensif di berbagai bagian sistem, tetapi bagian ini tidak dipisahkan oleh permukaan diskontinuitas yang terdefinisi dengan baik.

Permukaan diskontinuitas

Permukaan diskontinuitas ini dapat berupa, misalnya, membran plasma yang memisahkan interior sel dari lingkungannya atau jaringan yang melapisi organ.

Dikatakan bahwa dalam sistem yang tidak homogen, permukaan diskontinuitas tidak terlihat bahkan dengan menggunakan ultramisroskopi. Titik-titik dari sistem yang tidak homogen pada dasarnya dipisahkan oleh udara dan larutan encer dalam sistem biologis.

Antara dua titik sistem yang tidak homogen, misalnya, terdapat perbedaan konsentrasi beberapa unsur atau senyawa. Perbedaan suhu juga dapat terjadi di antara titik-titik tersebut.

Difusi energi atau materi

Dalam keadaan di atas, aliran pasif (yang tidak membutuhkan pengeluaran energi) materi atau energi (panas) terjadi antara dua titik sistem. Oleh karena itu, panas akan berpindah ke area yang lebih dingin dan materi ke area yang lebih encer. Dengan demikian, perbedaan konsentrasi dan suhu menurun berkat difusi ini.

Difusi terjadi melalui mekanisme difusi sederhana. Dalam hal ini, pada dasarnya bergantung pada keberadaan gradien konsentrasi antara dua titik, jarak yang memisahkannya, dan kemudahan melintasi medium antar titik.

Untuk mempertahankan perbedaan konsentrasi antara titik-titik sistem, diperlukan suplai energi atau materi, karena konsentrasi pada semua titik akan sama. Oleh karena itu, sistem yang tidak homogen akan menjadi sistem yang homogen.

Ketidakstabilan

Karakteristik yang perlu diperhatikan dari sistem yang tidak homogen adalah ketidakstabilannya, sehingga dalam banyak kasus sistem ini membutuhkan catu daya untuk pemeliharaannya.

Contoh sistem yang tidak homogen

Setetes tinta atau pewarna makanan di dalam air

Dengan menambahkan setetes zat pewarna pada permukaan air, awalnya konsentrasi zat pewarna akan semakin tinggi pada permukaan air.

Oleh karena itu, terdapat perbedaan konsentrasi zat warna antara permukaan gelas air dan noda di bawahnya. Selain itu, tidak ada permukaan diskontinuitas. Jadi, kesimpulannya ini adalah sistem yang tidak homogen.

Kemudian, karena adanya gradien konsentrasi, zat pewarna akan berdifusi ke dalam cairan sampai konsentrasi zat pewarna di semua air di gelas sama, mereproduksi sistem homogen.

Riak air

Sumber: Pixabay

Pada saat batu dilempar ke permukaan air di kolam, terjadi gangguan yang merambat berupa gelombang konsentris dari lokasi tumbukan batu tersebut.

Batu ketika menabrak sejumlah partikel air mentransmisikan energi ke mereka. Oleh karena itu, terdapat perbedaan energi antara partikel yang awalnya bersentuhan dengan batu dan molekul air lainnya di permukaan.

Karena tidak ada permukaan diskontinuitas dalam kasus ini, sistem yang diamati tidak homogen. Energi yang dihasilkan oleh tumbukan batu menyebar di permukaan air dalam bentuk gelombang, mencapai sisa molekul air di permukaan.

Inspirasi

Fase inspirasi respirasi, secara singkat terjadi sebagai berikut: ketika otot inspirasi berkontraksi, terutama diafragma, terjadi perluasan tulang rusuk. Ini menghasilkan kecenderungan untuk meningkatkan volume alveolus.

Distensi alveolar menyebabkan penurunan tekanan udara intraalveolar, membuatnya kurang dari tekanan udara atmosfer. Ini menghasilkan aliran udara dari atmosfer ke alveoli, melalui saluran udara.

Kemudian pada awal inspirasi terjadi perbedaan tekanan antara lubang hidung dan alveoli, selain tidak adanya permukaan diskontinuitas antara struktur anatomi tersebut. Oleh karena itu, sistem yang ada sekarang ini tidak homogen.

Kedaluwarsa

Pada fase ekspirasi, terjadi fenomena sebaliknya. Tekanan intraalveolar menjadi lebih tinggi dari tekanan atmosfir dan udara mengalir melalui saluran udara, dari alveoli ke atmosfir, sampai tekanan disamakan pada akhir ekspirasi.

Jadi, pada awal ekspirasi terdapat perbedaan tekanan antara dua titik, alveoli paru dan lubang hidung. Selain itu, tidak ada permukaan diskontinuitas antara dua struktur anatomi yang ditunjukkan, jadi ini adalah sistem yang tidak homogen.

Referensi

1. Wikipedia. (2018). Sistem material. Diambil dari: es.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29 Februari 2012). Universitas Nasional Cordoba. Diperoleh dari: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Kelas kimia. (2008). Kimia fisik. Diambil dari: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. dan Macarulla, JM Fisicoquímica Fisiológica. 1984. Edisi Keenam. Editorial Interamericana.
5. Ganong, Tinjauan WF tentang Fisiologi Medis. 2003 Edisi Kedua Puluh Satu. McGraw-Hill Companies, inc.