Het woord homogeen wordt in veel disciplines gebruikt om verschillende dingen te betekenen, maar ze passen het woord allemaal toe op enkele kenmerken die op elkaar lijken. De betekenis van homogeen is gebaseerd op het Griekse woord 'homo', wat 'hetzelfde' betekent. In wiskunde zijn lineaire vergelijkingen die gelijk zijn aan nul bijvoorbeeld homogene vergelijkingen. In statistieken is informatie gebaseerd op gegevens uit één bron homogeen. Populaties die grotendeels dezelfde kenmerken hebben, zijn homogeen, en het universum is homogeen als verschillende richtingen dezelfde eigenschappen hebben.
In de wetenschap is het meest voorkomende gebruik van homogeen het classificeren van materialen. Mengsels, stoffen en oplossingen kunnen verschillende kenmerken hebben en hun homogeniteit geeft aanwijzingen over hoe ze zich zullen gedragen. Dit is een van de belangrijkste wetenschappelijke toepassingen van de term.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Het woord 'homogeen' is gebaseerd op het Griekse woord 'homo', wat 'hetzelfde' betekent. Het wordt in veel disciplines gebruikt om kenmerken te karakteriseren die gelijk zijn, maar een van de belangrijkste wetenschappelijke toepassingen is classificeren materialen. In een homogeen mengsel is een deel van het mengsel precies hetzelfde als elk ander deel. Als de verschillende delen een verschillende samenstelling hebben, is het mengsel heterogeen.
Homogene versus heterogene materialen classificeren
De meest voorkomende materialen zijn mengsels van meerdere stoffen of een enkele stof met verschillende mate van zuiverheid. Lucht is bijvoorbeeld een mengsel van stikstof, zuurstof en kooldioxide, maar er zijn altijd veel andere onzuiverheden in lucht. Water is een enkele stof met de chemische samenstelling H2O, maar water bevat meestal sporen van verontreinigingen. Saladedressing is een mengsel van olie, azijn en andere stoffen. Al deze mengsels kunnen worden geclassificeerd als homogeen of heterogeen. Een dergelijke classificatie is belangrijk omdat homogene mengsels moeilijk te scheiden zijn in hun componenten, terwijl heterogene mengsels gemakkelijk te scheiden zijn. Voor onderzoeksdoeleinden of industriële processen kan het type mengsel dat wordt gebruikt een groot verschil maken voor de processen die moeten worden gebruikt en de kosten.
Kenmerken van een homogeen mengsel
De stoffen van een homogeen mengsel combineren volledig op moleculair of microscopisch deeltjesniveau, maar vormen geen chemische bindingen. Veelvoorkomende homogene mengsels zijn oplossingen, die worden gekenmerkt door het feit dat de stoffen in de oplossing niet uit elkaar gaan na verloop van tijd. Heterogene mengsels in vloeistoffen hebben de neiging om te bezinken, zoals slib in water. Suiker lost op in water, vormt een homogene oplossing en bezinkt niet.
Hoewel oplossingen zoals suiker in water homogeen zijn en overal dezelfde concentratie hebben, kan de concentratie van twee verschillende oplossingen sterk variëren. Sommige oplossingen hebben slechts een klein beetje opgeloste stof in het oplosmiddel en zijn verdund, terwijl andere veel opgeloste stof bevatten en geconcentreerd of verzadigd zijn. Bij heterogene mengsels kan de concentratie tussen twee mengsels ook variëren, maar ook binnen het mengsel zelf.
De heterogeniteit van een mengsel maakt het gemakkelijk te scheiden in componenten. Zo kunnen delen van een heterogeen mengsel worden afgeroomd, door een zeef worden gehaald of door een doek worden gezeefd. Geen van deze methoden werkt met homogene mengsels en oplossingen. in plaats daarvan moeten fysieke of chemische processen worden gebruikt. Water kan bijvoorbeeld worden gedestilleerd, dat wil zeggen gekookt en gecondenseerd. Alle suiker of andere opgeloste stoffen in het water blijven achter. Lucht is een homogeen mengsel, maar zuurstof kan door verbranding worden verwijderd. Hoewel de homogene mengsels moeilijk te scheiden zijn omdat ze er uniform uitzien, kunnen fysieke en chemische processen het werk doen.