Diferença entre nucleação homogênea e heterogênea

o diferença chave entre nucleação homogênea e heterogênea é que o a nucleação homogênea ocorre longe da superfície do sistema, enquanto a nucleação heterogênea ocorre na superfície do sistema.

A nucleação é a etapa inicial do processo de formação de uma nova fase termodinâmica ou de uma nova estrutura via auto-organização. Existem dois tipos disso; eles são nucleação homogênea e nucleação heterogênea. Eles diferem um do outro de acordo com o local onde o núcleo se forma. Um local de nucleação é uma interface líquido-vapor na qual um núcleo se forma. Portanto, partículas de suspensão, bolhas ou a superfície de um sistema podem atuar como um local de nucleação. A nucleação heterogênea ocorre nos locais de nucleação, enquanto a nucleação homogênea ocorre fora de um local de nucleação.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é nucleação homogênea
3. O que é nucleação heterogênea
4. Comparação lado a lado - nucleação homogênea versus heterogênea em forma de tabela
5. Resumo

O que é nucleação homogênea?

Nucleação homogênea é o processo de nucleação que ocorre longe da superfície do sistema (no qual a nucleação ocorre). É um processo mais lento que a nucleação do tipo heterogêneo. Portanto, isso é menos comum.

Geralmente, a nucleação diminui exponencialmente com a barreira de energia livre. Além disso, essa barreira energética vem da penalidade de energia livre de formar a superfície do núcleo em crescimento. Além disso, na nucleação homogênea, uma vez que esse processo ocorre longe da superfície, o núcleo se assemelha a uma esfera com 4Πr² área de superfície. E o crescimento do núcleo ocorre ao redor da esfera.

O que é nucleação heterogênea?

Nucleação heterogênea é o processo de nucleação que ocorre na superfície do sistema (no qual a nucleação ocorre). É mais rápido que a nucleação homogênea. Além disso, este tipo de nucleação ocorre nos locais de nucleação; uma interface entre líquido e vapor. Partículas suspensas, bolhas, a superfície do sistema pode atuar como um local de nucleação. Ao contrário dos tipos homogêneos de nucleação, esse tipo ocorre facilmente.

Figura 01: Diferenças na área superficial e afastadas da superfície.

Na nucleação heterogênea, uma vez que ocorre na superfície, a barreira de energia livre para a nucleação é baixa. Isso ocorre porque, na superfície (interface), a área de superfície do núcleo que está em contato com o fluido circundante é menor (menor que a área de uma esfera em nucleação homogênea). Portanto, isso reduz a barreira de energia livre e, portanto, o processo de nucleação acelera exponencialmente.

Qual é a diferença entre nucleação homogênea e heterogênea?

Nucleação homogênea é o processo de nucleação que ocorre longe da superfície do sistema. Não envolve nenhum local de nucleação e também é lento. Portanto, este formulário é menos comum. Além disso, a área da superfície que contribui para o crescimento do núcleo é alta em nucleação homogênea. A nucleação heterogênea, por outro lado, é o processo de nucleação que ocorre na superfície do sistema. Envolve locais de nucleação e também é rápido. É, portanto, a forma mais comum de nucleação. Além disso, a área de superfície que contribui para o crescimento do núcleo é baixa em nucleação heterogênea. O infográfico a seguir apresenta a diferença entre nucleação homogênea e heterogênea na forma tabular.

Resumo - Nucleação homogênea versus heterogênea

Nucleação homogênea e heterogênea são as duas principais formas de nucleação. A diferença entre nucleação homogênea e heterogênea é que a nucleação homogênea ocorre longe da superfície do sistema, enquanto a nucleação heterogênea ocorre na superfície do sistema.

Referência:

1. "Nucleação". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 de julho de 2018. Disponível aqui  
2. Wedekind, janeiro, “Grupo de Pesquisa Reguera”. Introdução à Nucleação. Disponivel aqui 

Cortesia da imagem:

1. "Tensão superficial" Por MesserWoland - trabalho próprio criado no Inkscape (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia