Unterschied zwischen homogener und heterogener Keimbildung

Das Hauptunterschied zwischen homogener und heterogener Keimbildung liegt die Die homogene Keimbildung erfolgt weg von der Oberfläche des Systems, während die heterogene Keimbildung an der Oberfläche des Systems auftritt.

Die Keimbildung ist der erste Schritt des Prozesses der Bildung einer neuen thermodynamischen Phase oder einer neuen Struktur durch Selbstorganisation. Es gibt zwei Arten davon: Sie sind homogene Keimbildung und heterogene Keimbildung. Sie unterscheiden sich je nach dem Ort, an dem sich der Kern bildet. Eine Keimbildungsstelle ist eine Flüssigkeits-Dampf-Grenzfläche, an der sich ein Kern bildet. Daher können Suspensionsteilchen, Blasen oder die Oberfläche eines Systems als Keimbildungsstelle wirken. Die heterogene Keimbildung erfolgt an Keimbildungsstellen, während die homogene Keimbildung von einer Keimbildungsstelle weg erfolgt.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist homogene Keimbildung?
3. Was ist heterogene Keimbildung?
4. Side-by-Side-Vergleich - Homogene vs. heterogene Nukleation in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung

Was ist homogene Keimbildung??

Homogene Nukleation ist der Prozess der Nukleation, der von der Oberfläche des Systems (in dem die Nukleation stattfindet) stattfindet. Es ist ein langsamerer Prozess als die Keimbildung vom heterogenen Typ. Daher ist dies weniger üblich.

Normalerweise verlangsamt sich die Keimbildung exponentiell mit der freien Energiebarriere. Ferner kommt diese Energiebarriere aus dem freien Energieabzug der Bildung der Oberfläche des wachsenden Kerns. Darüber hinaus ähnelt der Kern bei der homogenen Keimbildung, da dieser Prozess von der Oberfläche weg verläuft, einer Kugel, die ein 4r aufweist² Oberfläche. Das Wachstum des Kerns erfolgt um die Kugel.

Was ist heterogene Keimbildung??

Die heterogene Nukleation ist der Prozess der Nukleation, der an der Oberfläche des Systems stattfindet (in der die Nukleation stattfindet). Es ist schneller als die homogene Keimbildung. Ferner tritt diese Art der Keimbildung an Keimbildungsstellen auf; eine Schnittstelle zwischen Flüssigkeit und Dampf. Schwebende Partikel, Blasen, die Oberfläche des Systems kann als Keimbildungsstelle wirken. Im Gegensatz zu den homogenen Keimbildungsarten tritt dieser Typ leicht auf.

Abbildung 01: Oberflächenunterschiede an der Oberfläche und von der Oberfläche weg.

Bei der heterogenen Keimbildung ist die freie Energiebarriere für die Keimbildung niedrig, da sie an der Oberfläche auftritt. Dies liegt daran, dass an der Oberfläche (Grenzfläche) der Oberflächenbereich des Kerns, der mit der umgebenden Flüssigkeit in Kontakt steht, geringer ist (weniger als die Fläche einer Kugel bei homogener Keimbildung). Dadurch wird die freie Energiebarriere reduziert, und der Keimbildungsprozess beschleunigt sich exponentiell.

Was ist der Unterschied zwischen homogener und heterogener Keimbildung??

Homogene Nukleation ist der Prozess der Nukleation, der von der Oberfläche des Systems weg stattfindet. Es enthält keine Keimbildungsstelle und ist ebenfalls langsam. Daher ist diese Form weniger verbreitet. Darüber hinaus hat die Oberfläche, die zum Wachstum des Kerns beiträgt, eine hohe homogene Keimbildung. Heterogene Nukleation ist dagegen der Prozess der Nukleation, der an der Oberfläche des Systems stattfindet. Es handelt sich um Keimbildungsstellen, und es ist auch schnell. Es ist somit die häufigste Form der Keimbildung. Darüber hinaus hat die Oberfläche, die zum Wachstum des Zellkerns beiträgt, eine geringe heterogene Keimbildung. Die folgende Infografik zeigt den Unterschied zwischen homogener und heterogener Keimbildung in Tabellenform.

Zusammenfassung - Homogene vs. heterogene Nukleation

Homogene und heterogene Nukleation sind die zwei Hauptformen der Nukleation. Der Unterschied zwischen homogener und heterogener Keimbildung besteht darin, dass die homogene Keimbildung von der Oberfläche des Systems weg erfolgt, während die heterogene Keimbildung an der Oberfläche des Systems auftritt.

Referenz:

1. "Nucleation". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. Juli 2018. Hier verfügbar  
2. Wedekind, Jan. „Reguera Research Group“. Einführung in die Nukleation. Hier verfügbar 

Bildhöflichkeit:

1. "Oberflächenspannung" von MesserWoland - eigene Arbeit in Inkscape, (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia