Heterogén rendszer, szemben a homogén,olyan fizikai-kémiai rendszert jelent, amelyben vannak olyan fázisok, amelyek fizikai tulajdonságai különböznek egymástól. Vagyis benne vannak olyan részek, amelyekben az aggregált állapotok és az elemek összetétele különböznek. Egy ilyen rendszer egyik fázisát egy határ határolja, amellyel az átmenet kvalitatív ugrást okoz a rendszer (anyag) fizikai-kémiai tulajdonságainak változásában. Ilyen változó paraméterek lehetnek a kristályrács alakja és felépítése, egy anyag sűrűsége, összetétele, elektromágneses mező és mások.
Így egy heterogén rendszerben létezik,legalább mechanikus fázisszétválasztás. Ilyen rendszerek például a víz és a gőz, amelyek különböző aggregátummal rendelkeznek, az olaj és a víz, amelyek ugyanabban az edényben vannak, más összetételűek, mint a többi. Gyakran lehetetlen egyértelmű vonalat húzni a homogén és heterogén rendszerek között, mivel nehéz meghatározni a fázisok közötti átmenet határát. Például a mechanikus szuszpenziókban ezt a határt kolloidok foglalják el, és ezekben apró oldott részecskék vannak. Egyrészt ez egy homogén rendszer, mivel a részecskeméretek annyira kicsik, hogy méretük elhanyagolható. Másrészt, bár atomszinten, de az anyag még mindig jelen van bennük, ebben az esetben egy ilyen rendszer heterogénnek tekinthető.
Az elvet jellemző legfontosabb paraméterheterogenitás, heterogén egyensúly jelenik meg. Vegyük fontolóra ennek a jelenségnek a jelentését a vizes oldatok példáján. Ezekben a heterogén egyensúlyok olyan tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a részecskék átadása a fázishatár határán legalább két szomszédos fázisban. Ebben a leírásban ezeknek a jelenségeknek csak egy kis körét érintjük, amelyek gyakorlati alkalmazásuk szempontjából a legjelentősebbek. Tulajdonságaik szerint a heterogén egyensúly meglehetősen változatos, ezért kémiai technológiai folyamatokban is előfordulnak, és a fizikai kémiában az elméleti elemzés szempontjából érdekesek.
A gyakorlati szempontból az érdeklődés az elsőösszesen, olyan rendszerek, mint a szilárd-folyékony fázis (üledéktel telített oldat). Egy ilyen rendszer fontos, mivel a gyakorlatban sok kémiai technológia az egyik anyagnak a másiktól történő elválasztására épül. Ezenkívül a fordított folyamatok is fontosak, ahol a heterogén egyensúlyok nagy szerepet játszanak. Ide tartoznak a rosszul oldódó vegyületek oldatokká történő átalakulásának reakciói.
Egy másik rendszer - szilárd fázisú - folyékony oldataz ioncserélés jelensége alapján. Ez a kémiai jelenség gyakori a vizes oldatok különféle szennyeződésektől történő tisztítására szolgáló technológiákban, és akkor alkalmazható, amikor szükséges az anyagokat egymástól elválasztani. Ebben az esetben heterogén egyensúlyok vannak az elektrolit oldatokban, ezek fontosak, mivel a vegyületek szétválasztásának szokásos kémiai módszerei nem hatékonyak. Az ilyen átmenetek gyakorlati megvalósítását ioncserével biztosítják, amely az ioncserélők felületén megy végbe egy elektrolitikus reakció során.
A vizsgált rendszerek harmadik közös- Ez egy folyékony rendszer - egy folyékony fázis, az anyag különböző összetételű oldószerekről beszélünk. Ezt az esetet akkor alkalmazzák, ha két oldat olyan anyagokat tartalmaz, amelyek nem elegyednek egymáshoz, eltérő oldhatósági mutatókkal, azaz izolált heterogén egyensúlyok alakulnak ki. Ennek a jelenségnek a gyakorlati felhasználását extrahálásnak nevezzük. Az ipari termelésben és a kémiai folyamatokban az extrakció az anyagok elválasztásának leghatékonyabb módja.
