Der Hauptunterschied zwischen homogener und heterogener Keimbildung besteht darin, dass die homogene Keimbildung entfernt von der Oberfläche des Systems stattfindet, während die heterogene Keimbildung an der Oberfläche des Systems auftritt.
Keimbildung ist der erste Schritt des Prozesses zur 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 voneinander je nach dem Ort, an dem sich der Kern bildet. Eine Keimbildungsstelle ist eine Flüssigkeits-Dampf-Grenzfläche, an der sich ein Keim bildet. Daher können Suspensionspartikel, Blasen oder die Oberfläche eines Systems als Nukleationsort fungieren. Die heterogene Keimbildung tritt an Keimbildungsstellen auf, während die homogene Keimbildung entfernt von einer Keimbildungsstelle auftritt.
Was ist homogene Keimbildung?
Homogene Nukleation ist der Prozess der Nukleation, der entfernt von der Oberfläche des Systems stattfindet (in dem die Nukleation stattfindet). Es ist ein langsamerer Prozess als die Keimbildung vom heterogenen Typ. Daher ist dies seltener.
Normalerweise verlangsamt sich die Nukleation exponentiell mit der Freie-Energie-Barriere. Ferner kommt diese Energiebarriere von der Strafe für freie Energie bei der Bildung der Oberfläche des wachsenden Kerns. Darüber hinaus ähnelt bei der homogenen Nukleation, da dieser Prozess entfernt von der Oberfläche stattfindet, der Kern einer Kugel, die eine 4Πr2 Oberfläche hat. Und das Wachstum des Kerns findet um die Kugel herum statt.
Was ist heterogene Keimbildung?
Heterogene Nukleation ist der Prozess der Nukleation, der an der Oberfläche des Systems stattfindet (in dem die Nukleation stattfindet). Sie ist schneller als die Keimbildung vom homogenen Typ. Ferner tritt diese Art der Keimbildung an Keimbildungsstellen auf; eine Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Dampf. Schwebende Partikel, Blasen, die Oberfläche des Systems können als Keimbildungsstelle wirken. Im Gegensatz zu den homogenen Arten der Nukleation tritt diese Art leicht auf.
Abbildung 01: Oberflächenunterschiede an der Oberfläche und von der Oberfläche entfernt.
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) die Oberfläche des Kerns, die mit der umgebenden Flüssigkeit in Kontakt steht, kleiner ist (kleiner als die Fläche einer Kugel bei homogener Keimbildung). Dadurch wird die Freie-Energie-Barriere reduziert und somit beschleunigt sich der Keimbildungsprozess exponentiell.
Was ist der Unterschied zwischen homogener und heterogener Keimbildung?
Homogene Nukleation ist der Prozess der Nukleation, der entfernt von der Oberfläche des Systems stattfindet. Es beinh altet keine Keimbildungsstelle und ist auch langsam. Daher ist diese Form seltener. Darüber hinaus ist die Oberfläche, die zum Keimwachstum beiträgt, bei homogener Keimbildung hoch. Heterogene Nukleation hingegen ist der Prozess der Nukleation, der an der Oberfläche des Systems stattfindet. Es beinh altet Nukleationsstellen und ist außerdem schnell. Es ist damit die häufigste Form der Nukleation. Darüber hinaus ist die Oberfläche, die zum Keimwachstum beiträgt, bei heterogener Keimbildung gering. Die folgende Infografik stellt den Unterschied zwischen homogener und heterogener Keimbildung tabellarisch dar.
Zusammenfassung – Homogene vs. heterogene Keimbildung
Homogene und heterogene Keimbildung sind die beiden Hauptformen der Keimbildung. Der Unterschied zwischen homogener und heterogener Keimbildung besteht darin, dass die homogene Keimbildung entfernt von der Oberfläche des Systems erfolgt, während die heterogene Keimbildung an der Oberfläche des Systems auftritt.
