Sanaa homogeeninen käytetään monilla tieteenaloilla tarkoittamaan erilaisia asioita, mutta ne kaikki käyttävät sanaa joihinkin samankaltaisiin ominaisuuksiin. Homogeenisen merkitys perustuu kreikkalaiseen sanaan "homo", joka tarkoittaa "samaa". Esimerkiksi matematiikassa nollaa vastaavat lineaariset yhtälöt ovat homogeenisia yhtälöitä. Tilastoissa yhdestä lähteestä saatuihin tietoihin perustuva tieto on homogeenista. Populaatiot, joilla on enimmäkseen samat ominaisuudet, ovat homogeenisia, ja maailmankaikkeus on homogeenista, jos eri suunnilla on samat ominaisuudet.
Tieteessä homogeenisen aineen yleisin käyttö on materiaalien luokittelu. Seoksilla, aineilla ja liuoksilla voi olla erilaisia ominaisuuksia, ja niiden homogeenisuus antaa vihjeitä niiden käyttäytymisestä. Tämä on yksi termin tärkeimmistä tieteellisistä käyttötavoista.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Sana "homogeeninen" perustuu kreikkalaiseen sanaan "homo", joka tarkoittaa "samaa". Sitä käytetään monilla tieteenaloilla kuvaamaan samanlaisia ominaisuuksia, mutta yksi tärkeimmistä tieteellisistä käyttötarkoituksista on luokittelu materiaaleja. Homogeenisessa seoksessa yksi osa seosta on täsmälleen sama kuin mikä tahansa muu osa. Jos eri osilla on erilainen koostumus, seos on heterogeeninen.
Homogeenisten ja heterogeenisten materiaalien luokittelu
Yleisimmät materiaalit ovat useiden aineiden tai yhden aineen seoksia, joiden puhtausaste vaihtelee. Esimerkiksi ilma on typen, hapen ja hiilidioksidin seos, mutta ilmassa on aina monia muita epäpuhtauksia. Vesi on yksittäinen aine, jonka kemiallinen koostumus on H2O, mutta vesi sisältää yleensä pieniä määriä epäpuhtauksia. Salaattikastike on sekoitus öljyä, etikkaa ja muita aineita. Kaikki nämä seokset voidaan luokitella joko homogeenisiksi tai heterogeenisiksi. Tällainen luokitus on tärkeä, koska homogeenisia seoksia on vaikea erottaa komponenteiksi, kun taas heterogeeniset seokset erottuvat helposti. Tutkimustarkoituksiin tai teollisiin prosesseihin käytetyllä seoslajilla voi olla suuri ero käytetyissä prosesseissa ja kustannuksissa.
Homogeenisen seoksen ominaisuudet
Homogeenisen seoksen aineet yhdistyvät täysin molekyyli- tai mikroskooppisella hiukkasella, mutta ne eivät muodosta kemiallisia sidoksia. Yleiset homogeeniset seokset ovat liuoksia, joille on tunnusomaista se, että liuoksessa olevat aineet eivät erotu ajan myötä. Nestemäisillä heterogeenisilla seoksilla on taipumus laskeutua, kuten lietteessä vedessä. Sokeri liukenee veteen, muodostaa homogeenisen liuoksen eikä laskeudu.
Vaikka liuokset, kuten sokeri vedessä, ovat homogeenisia ja niiden pitoisuus on sama kaikkialla, kahden eri liuoksen pitoisuus voi vaihdella paljon. Joissakin liuoksissa on vain pieni määrä liuotinta liuottimessa ja ne laimennetaan, kun taas toisissa liuenneita aineita on paljon ja ne ovat väkevöityjä tai tyydyttyneitä. Heterogeenisten seosten tapauksessa myös kahden seoksen pitoisuus voi vaihdella, mutta se voi vaihdella myös itse seoksessa.
Seoksen heterogeenisyyden ansiosta on helppo erottaa komponentteihin. Esimerkiksi heterogeenisten seosten osat voidaan rasvata pois, laittaa seulan läpi tai suodattaa kankaan läpi. Mikään näistä menetelmistä ei toimi homogeenisten seosten ja liuosten kanssa. sen sijaan on käytettävä fysikaalisia tai kemiallisia prosesseja. Esimerkiksi vesi voidaan tislata, mikä tarkoittaa keitettyä ja tiivistettyä. Vedessä oleva sokeri tai muu liuotin jää jäljelle. Ilma on homogeeninen seos, mutta happi voidaan poistaa polttamalla. Vaikka homogeenisia seoksia on vaikea erottaa, koska ne näyttävät yhtenäisiltä, fyysiset ja kemialliset prosessit voivat tehdä työn.