La diferencia clave entre la nucleación homogénea y heterogénea es que la nucleación homogénea ocurre lejos de la superficie del sistema, mientras que la nucleación heterogénea ocurre en la superficie del sistema.
La nucleación es el paso inicial del proceso de formación de una nueva fase termodinámica o una nueva estructura a través de la autoorganización. Hay dos tipos de ella; son nucleación homogénea y nucleación heterogénea. Se diferencian entre sí según el lugar donde se forma el núcleo. Un sitio de nucleación es una interfaz líquido-vapor en la que se forma un núcleo. Por lo tanto, las partículas en suspensión, las burbujas o la superficie de un sistema pueden actuar como un sitio de nucleación. La nucleación heterogénea ocurre en los sitios de nucleación, mientras que la nucleación homogénea ocurre lejos de un sitio de nucleación.
¿Qué es la nucleación homogénea?
La nucleación homogénea es el proceso de nucleación que tiene lugar lejos de la superficie del sistema (en el que se produce la nucleación). Es un proceso más lento que la nucleación de tipo heterogéneo. Por lo tanto, esto es menos común.
Por lo general, la nucleación se ralentiza exponencialmente con la barrera de energía libre. Además, esta barrera de energía proviene de la penalización de energía libre de formar la superficie del núcleo en crecimiento. Además, en la nucleación homogénea, dado que este proceso ocurre lejos de la superficie, el núcleo se asemeja a una esfera que tiene un área de superficie 4Πr2. Y el crecimiento del núcleo ocurre alrededor de la esfera.
¿Qué es la nucleación heterogénea?
La nucleación heterogénea es el proceso de nucleación que tiene lugar en la superficie del sistema (en el que se produce la nucleación). Es más rápido que la nucleación de tipo homogéneo. Además, este tipo de nucleación ocurre en los sitios de nucleación; una interfase entre el líquido y el vapor. Partículas suspendidas, burbujas, la superficie del sistema puede actuar como un sitio de nucleación. A diferencia de los tipos homogéneos de nucleación, este tipo ocurre fácilmente.
Figura 01: Diferencias en el área superficial en la superficie y lejos de la superficie.
En la nucleación heterogénea, dado que ocurre en la superficie, la barrera de energía libre para la nucleación es baja. Es porque, en la superficie (interfaz), el área superficial del núcleo que está en contacto con el fluido circundante es menor (menor que el área de una esfera en nucleación homogénea). Por lo tanto, esto reduce la barrera de energía libre y, por lo tanto, el proceso de nucleación se acelera exponencialmente.
¿Cuál es la diferencia entre nucleación homogénea y heterogénea?
La nucleación homogénea es el proceso de nucleación que tiene lugar lejos de la superficie del sistema. No involucra ningún sitio de nucleación y también es lento. Por lo tanto, esta forma es menos común. Además, el área superficial que contribuye al crecimiento del núcleo es alta en la nucleación homogénea. La nucleación heterogénea, por otro lado, es el proceso de nucleación que tiene lugar en la superficie del sistema. Implica sitios de nucleación y también es rápido. Por lo tanto, es la forma más común de nucleación. Además, el área superficial que contribuye al crecimiento del núcleo es baja en la nucleación heterogénea. La siguiente infografía presenta la diferencia entre nucleación homogénea y heterogénea en forma tabular.
Resumen: nucleación homogénea frente a heterogénea
La nucleación homogénea y heterogénea son las dos formas principales de nucleación. La diferencia entre la nucleación homogénea y heterogénea es que la nucleación homogénea ocurre lejos de la superficie del sistema, mientras que la nucleación heterogénea ocurre en la superficie del sistema.
