5 Παραδείγματα ετερογενών μιγμάτων για την τάξη χημείας

Έναετερογενές μίγμα είναι ένας συνδυασμός δύο ή περισσότερων ουσιών, δημιουργώντας μια νέα ουσία που έχει ανομοιόμορφη σύσταση. Εντός της νέας ουσίας, η συγκέντρωση των συστατικών ουσιών θα ποικίλλει μεταξύ των περιοχών της ουσίας, επομένως είναι δυνατό μια από τις χημικές ουσίες να είναι πιο εμφανής προς την κορυφή ενός ετερογενούς μείγματος παρά στο κάτω μέρος. Συνήθως μπορείτε να δείτε τα δύο ξεχωριστά συστατικά σε ένα ετερογενές μείγμα.

Παραδείγματα ετερογενών μειγμάτων περιλαμβάνουν πράγματα όπως σόδα, σκυρόδεμα, χώμα, δημητριακά και γάλα, και χυμός πορτοκαλιού.

Μείγματα:Ετερογενή και Ομογενή

Ο όρος μείγμα εφαρμόζεται σε δύο ή περισσότερες ουσίες συνδυασμένες μαζί, δημιουργώντας έναν συνδυασμό ένωσης όπου τα διαφορετικά μέρη του μείγματος έχουν τη δική τους ξεχωριστή χημική ταυτότητα. Τα ετερογενή μείγματα είναι μείγματα που αποτελούνται από διαφορετικές ουσίες αναμεμειγμένες μεταξύ τους. Σε ένα μείγμα ανταλλάσσονται οι χημικοί δεσμοί που υπάρχουν μεταξύ των διαφορετικών συστατικών του μείγματος. Δεν δημιουργούνται νέα ομόλογα ούτε διασπώνται ομόλογα. Ενώ οι χημικές ιδιότητες μπορεί να μην αλλάζουν ως αποτέλεσμα του συνδυασμού δύο ή περισσότερων συστατικών, η πρόσφατα συνδυασμένη ουσία μπορεί να έχει πρόσθετες φυσικές ιδιότητες που δεν ήταν χαρακτηριστικές αυτών των συστατικών μερών. Για παράδειγμα, το σημείο βρασμού ενός μείγματος νερού-αλκοόλης είναι υψηλότερο από το καθαρό οινόπνευμα και χαμηλότερο από το καθαρό νερό.

Ετερογενές μείγμα είναι ένα μείγμα που έχει ξεχωριστά αναγνωρίσιμες ουσίες που το συνθέτουν, έχει ανομοιόμορφη σύνθεση. Διαφορετικά μέρη της σύνθεσης θα έχουν υψηλότερες ή χαμηλότερες συγκεντρώσεις των μεμονωμένων ουσιών που αποτελούν το μείγμα, και σε ένα ετερογενές μίγμα, θα υπάρχουν τουλάχιστον δύο ουσίες που έχουν διαφορετικές φάσεις η μία από την άλλη. Σε αντίθεση με την ανομοιόμορφη σύνθεση των ετερογενών μιγμάτων, τα ομοιογενή μείγματα βρίσκονται σε κατάσταση ισορροπίας όπου έχουν την ίδια σύνθεση και φάση, ανεξάρτητα από το πού στη σύνθεση λαμβάνεται το δείγμα.

Η διαφορά μεταξύ ετερογενών και ομοιογενών μιγμάτων είναι συχνά διαφορά κλίμακας. Για παράδειγμα, ένα φαινομενικά ομοιογενές δείγμα αέρα μπορεί να φαίνεται ως ετερογενές κατά την εξέταση του δείγματος σε επίπεδο μορίων. Είναι επίσης δυνατό ένα ετερογενές μείγμα να κατασκευαστεί από ένα μόνο στοιχείο. Για παράδειγμα, ο άνθρακας μπορεί να βρίσκεται σε διαφορετικές καταστάσεις, όπως διαμάντια και μολύβι μολυβιού, αλλά ένα μείγμα των δύο θα ήταν ετερογενές.

Σημειώστε ότι ο ορισμός ενός ετερογενούς μείγματος είναι κάπως διαφορετικός στις επιστήμες των υλικών και στη χημεία, όπου ως ετερογενές μείγμα ορίζεται ένα μείγμα που περιέχει συστατικά που υπάρχουν σε διαφορετικές φάσεις.

Ακριβώς επειδή δύο χημικές ουσίες αναμειγνύονται μεταξύ τους δεν σημαίνει ότι πάντα θα προκύπτει ένα μείγμα. Μερικές φορές μια χημική αντίδραση συμβαίνει όταν δύο χημικές ουσίες αναμιγνύονται μεταξύ τους και ως αποτέλεσμα, τα αντιδρώντα αλλάζουν την ταυτότητά τους. Για παράδειγμα, η μαγειρική σόδα και το ξύδι μαζί παράγουν νερό και διοξείδιο του άνθρακα, και επομένως δεν προκύπτει μείγμα. Ο συνδυασμός βάσεων και οξέων επίσης δεν παράγει μείγματα.

Όροι για την περιγραφή των μιγμάτων

Είναι δυνατόν να περιγραφούν μείγματα με όρους που αναφέρονται στο μέγεθος των σωματιδίων των συστατικών του μείγματος. Ο όρος διάλυμα χρησιμοποιείται συνήθως σε μείγματα με εξαιρετικά μικρά μεγέθη σωματιδίων, με τα σωματίδια να έχουν τυπικά διάμετρο μικρότερη από 1 nm. Τα διαλύματα είναι τυπικά σταθερά και τα διαφορετικά χημικά συστατικά δεν μπορούν να διαχωριστούν το ένα από το άλλο με τις διαδικασίες της φυγοκέντρησης ή της μετάγγισης. Παραδείγματα περιλαμβάνουν οξυγόνο διαλυμένο σε νερό, αέρα και ζελατίνη.

Κολλοειδές είναι ο όρος που δίνεται σε διαλύματα που φαίνονται ομοιογενή όταν εξετάζονται με γυμνό μάτι, αλλά όταν εξετάζονται με μικροσκόπιο ο διαχωρισμός των σωματιδίων μπορεί εύκολα να φανεί. Τα κολλοειδή είναι φυσικά σταθερά όπως τα διαλύματα, αλλά σε αντίθεση με τα διαλύματα, το μέγεθος των σωματιδίων συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 1 nm και 1 μm. Τα κολλοειδή είναι γνωστά για την εμφάνιση του φαινομένου Tyndall, το οποίο αναφέρεται στη σκέδαση του φωτός καθώς αναπηδά από σωματίδια σε ένα λεπτό εναιώρημα ή κολλοειδές. Όπως και τα διαλύματα, τα συστατικά των κολλοειδών δεν μπορούν να διαχωριστούν μέσω της διαδικασίας απόχυσης, ωστόσο τα συστατικά του κολλοειδούς μπορούν να απομονωθούν μέσω φυγοκέντρησης. Παραδείγματα κολλοειδών περιλαμβάνουν καπνό, αίμα, σαντιγί και λακ.

Τα εναιωρήματα είναι μείγματα όπου τα σωματίδια είναι αρκετά μεγάλα ώστε το μείγμα να φαίνεται ετερογενές ακόμη και με γυμνό μάτι. Τυπικά ένα εναιώρημα απαιτεί τη χρήση ενός σταθεροποιητικού παράγοντα για να μην διαχωριστούν τα σωματίδια. Οι αναρτήσεις εμφανίζουν επίσης το φαινόμενο Tyndale, όπως τα κολλοειδή. Τα συστατικά μέρη των εναιωρημάτων μπορούν να απομονωθούν/διαχωριστούν το ένα από το άλλο μέσω φυγοκέντρησης ή μετάγγισης. Παραδείγματα λύσεων περιλαμβάνουν πράγματα όπως λάσπη, σκόνη που αιωρείται στον αέρα, γρανίτης, βινεγκρέτ και άμμος.

Ομογενοποίηση

Η διαδικασία της ομογενοποίησης είναι αυτή που μετατρέπει ένα ετερογενές μείγμα σε ομοιογενές μείγμα. Ένα από τα πιο αξιοσημείωτα παραδείγματα ομογενοποίησης είναι η διαδικασία που παράγει ομογενοποιημένο γάλα. Το φυσικό γάλα χωρίζεται σε διαφορετικά στρώματα, με το υγρό στο κάτω μέρος και μια στρώση κρέμας από πάνω, που συνήθως εμφανίζεται ως ομοιογενές μείγμα μόνο όταν ανακινείται. Αντίθετα, το ομογενοποιημένο γάλα υποβάλλεται σε επεξεργασία για να διασφαλιστεί ότι τα συστατικά του γάλακτος είναι σταθερά και δεν διαχωρίζονται όπως το φυσικό γάλα.

Παραδείγματα ετερογενών μιγμάτων

Ας ρίξουμε μια ματιά σε μερικά παραδείγματα ετερογενών μιγμάτων. Η σόδα είναι ένα παράδειγμα ετερογενούς μείγματος, που αποτελείται από διοξείδιο του άνθρακα, ζάχαρη και νερό. Η ενανθράκωση στο ποτό είναι αυτή που δημιουργεί τις φυσαλίδες. Το νερό, η ζάχαρη και τυχόν αρώματα στη σόδα αποτελούν ένα χημικό διάλυμα, αλλά το διοξείδιο του άνθρακα εμφανίζεται μάλλον τυχαία σε όλο το διάλυμα και αυτή η έλλειψη ομοιόμορφης κατανομής κάνει τη σόδα ένα ετερογενές μείγμα. Το σκυρόδεμα είναι ένα άλλο ετερογενές μείγμα με το νερό ως συστατικό, που κατασκευάζεται από νερό, τσιμέντο και αδρανή. Το έδαφος είναι ένα ετερογενές μείγμα επειδή αποτελείται από διάφορα μέταλλα και στοιχεία που είναι διατεταγμένα με ανομοιόμορφο τρόπο. Το έδαφος έχει συχνά συστάδες με υψηλότερες συγκεντρώσεις ορυκτού από την περιοχή που περιβάλλει αμέσως αυτή τη συστάδα εδάφους. Τα δημητριακά στο γάλα είναι ένα παράδειγμα ετερογενούς μείγματος επειδή όχι μόνο η σειρά είναι ξεχωριστή από το γάλα, αλλά και το ίδιο το γάλα μπορεί ενδεχομένως να είναι ετερογενές όπως συζητήθηκε παραπάνω. Ο χυμός πορτοκαλιού με πολτό είναι ένα άλλο παράδειγμα ετερογενούς μείγματος, με τον πολτό να αποτελείται από διαφορετική κατάσταση (ένα στερεό), να αιωρείται στο περιβάλλον υγρό.

Παραδείγματα ομογενών μιγμάτων

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα ομογενή μείγματα είναι μείγματα που είναι συνεπή/ομοιόμορφα σε όλο το μείγμα. Τα ομοιογενή μείγματα μπορούν επίσης να αναφέρονται ως διαλύματα. Ας δούμε μερικά παραδείγματα ομοιογενών μιγμάτων. Ομοιογενή μείγματα είναι αυτά όπως το πλάσμα αίματος, ο καφές, το ξύδι και το απορρυπαντικό πλυντηρίων ρούχων.

Το πλάσμα αίματος είναι ένα άχρωμο υγρό που περιέχει κύτταρα, που βρίσκονται μέσα στο αίμα, αιωρώντας τα σε ένα υγρό. Αυτό το υγρό αντιπροσωπεύει περίπου το ήμισυ του όγκου του αίματος. Ένα φλιτζάνι καφέ μπορεί επίσης να θεωρηθεί ένα ομοιογενές μείγμα, καθώς τυπικά οι υπολείμματα έχουν στραγγιστεί από τον καφέ όταν παρασκευάζεται, αφήνοντας ένα ρευστό όπου το νερό και το εκχύλισμα καφέ έχουν συνδυαστεί μαζί σε ένα ομοιόμορφο μείγμα. Εάν προστεθεί ζάχαρη ή κρέμα στον καφέ, γίνεται ένα ετερογενές μείγμα έως ότου η ουσία κατανεμηθεί ομοιόμορφα και ο καφές γίνει για άλλη μια φορά ένα ομοιογενές μείγμα. Το ξύδι είναι ένα ομοιογενές μείγμα που αποτελείται από κάποιο μεγάλο ποσοστό οξικού οξέος και άλλων χημικών συστατικών, ίσως αρωματικών. Ενώ υπάρχουν πολλά συστατικά του ξιδιού, αυτά τα χημικά συστατικά είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα και επομένως το μείγμα είναι ομοιογενές. Το απορρυπαντικό ρούχων είναι ένα μείγμα που αποτελείται από διάφορα είδη σαπουνιών/χημικών καθαριστικών, αλλά όταν ρίχνετε το απορρυπαντικό σε ένα πλυντήριο ρούχων αυτά τα απορρυπαντικά είναι ομοιογενή και δεν μπορείτε να διακρίνετε τα μεμονωμένα χημικά καθαρισμού.

Αποκτώντας μια διαίσθηση για μείγματα

Όταν προσπαθείτε να προσδιορίσετε εάν ένα μείγμα είναι ομοιογενές ή ετερογενές στη φύση, είναι σημαντικό να έχετε υπόψη σας μερικά πράγματα. Θυμηθείτε ότι τα συστατικά σε ένα ομοιογενές μείγμα θα υπάρχουν στην ίδια αναλογία, επομένως δεν έχει σημασία πού στο μείγμα λαμβάνεται ένα δείγμα. Τα ετερογενή μείγματα δεν έχουν αυτή την ιδιότητα και η σύνθεση ενός δείγματος επηρεάζεται από το πού στο μείγμα λαμβάνεται το δείγμα. Εάν φανταστείτε ένα βάζο με καραμέλες και όλες οι καραμέλες είναι κόκκινες, αυτό είναι ένα ομοιογενές μείγμα καθώς θα πάρετε μόνο κόκκινες καραμέλες ανεξάρτητα από το πού βγάλετε μια χούφτα. Αντίθετα, ένα βάζο που αποτελείται από κόκκινες, πράσινες και μπλε καραμέλες θα είναι ένα ετερογενές μείγμα καθώς θα λάβετε διαφορετικούς συνδυασμούς χρωμάτων ανάλογα με το πού θα πάρετε το δείγμα.

Η ετερογένεια ή η ομοιογένεια μιας ουσίας συχνά εξαρτάται από την κλίμακα στην οποία παρατηρείται η ουσία. Γενικά, οι ουσίες είναι πιο πιθανό να είναι ομοιογενείς όταν τις βλέπουμε σε μικρή κλίμακα. Αντίθετα, σε μακροσκοπική κλίμακα, ένα μείγμα είναι πιο πιθανό να είναι ομοιογενές στη φύση.