5 Παραδείγματα ομοιογενούς μείγματος για την τάξη Χημείας

Ένα ομοιογενές μείγμα είναι αυτό που έχει ομοιόμορφη σύνθεση, όπου τα συστατικά του μείγματος έχουν αναμειχθεί μεταξύ τους και έχουν κατανεμηθεί ομοιόμορφα. Παραδείγματα ομοιογενών μιγμάτων περιλαμβάνουν:

καθαρό νερό, αραβοσιτέλαιο, πλάσμα αίματος, κράματα χάλυβα και αέρας.

Πριν ασχοληθούμε με τα μεμονωμένα παραδείγματα ομοιογενών μειγμάτων, ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στον ορισμό των ομοιογενών μιγμάτων και ας τα αντιπαραβάλλουμε με ετερογενή μείγματα.

Ορισμός ομογενών μιγμάτων

Δύο ή περισσότερες ουσίες σε συνδυασμό σχηματίζουν ένα μείγμα, μια ένωση όπου τα διάφορα συστατικά έχουν τη δική τους χημική ταυτότητα, αλλά αναμειγνύονται μεταξύ τους και δημιουργούν μια κατανομή των ουσιών. Είναι σημαντικό να γνωρίζετε ότι νέοι δεσμοί δεν δημιουργούνται ούτε σπάνε σε ένα μείγμα. Οι χημικές ιδιότητες ενός μείγματος δεν θα αλλάξουν όταν οι ουσίες συνδυάζονται μαζί στο ίδιο περιβάλλον, αλλά οι φυσικές ιδιότητες του μείγματος ενδέχεται να αλλάξουν.

Σε ένα ομοιογενές μείγμα, παρόλο που μπορεί να υπάρχουν πολλά διαφορετικά συστατικά του μείγματος, αυτά τα συστατικά πρέπει να κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο το μείγμα. Ένα ομοιογενές μείγμα θα υπάρχει μόνο σε μια φάση της ύλης, θα είναι είτε αέριο, υγρό ή στερεό. Ένα ομοιογενές μείγμα δεν μπορεί να αποτελείται από αέριο και υγρό, καθώς αυτό θα καθιστούσε το μείγμα ετερογενές στη φύση. Σε ένα ομοιογενές μείγμα, δεν μπορείτε να διαχωρίσετε τα συστατικά του μείγματος χρησιμοποιώντας μηχανικά μέσα. Επίσης, η μελέτη ομοιογενών μιγμάτων δεν θα σας επιτρέψει να δείτε καμία από τις μεμονωμένες χημικές ουσίες ή σωματίδια που συνθέτουν το μείγμα.

Στη χημεία, τα ομοιογενή εναιωρήματα είναι εκείνα που μπορούν να χωριστούν στο μισό και εξακολουθούν να έχουν περίπου την ίδια ποσότητα υλικού και στα δύο μισά. Ενώ τα σωματίδια σε ένα ομοιογενές διάλυμα δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι, μπορεί να είναι δυνατή η διάκρισή τους με τη χρήση μεγεθυντικού φακού ή μικροσκοπίου.

Τα ομογενή μείγματα μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε τρεις διαφορετικές μορφές:διαλύματα (υγρά), αέρια και στερεά. Τα διαλύματα είναι ομοιογενή όταν η αναλογία διαλύτη/διαλυμένης ουσίας παραμένει η ίδια, μια συνθήκη που πρέπει να ισχύει ακόμα κι αν υπάρχουν πολλές ομογενοποιημένες πηγές μέσα σε αυτό. Τα στερεά και τα αέρια μπορεί επίσης να είναι ομοιογενή στη σύνθεση.

Ετερογενή Μείγματα

Αντίθετα, ένα ετερογενές μείγμα είναι ένα μείγμα όπου έχει διακριτές, διακριτές περιοχές που διαθέτουν διαφορετικές ιδιότητες. Τα ετερογενή μείγματα έχουν εντοπισμένες περιοχές σε αυτά, πράγμα που σημαίνει ότι εάν λάβετε ένα δείγμα του μείγματος σε διαφορετικές περιοχές, η σύνθεση του δείγματος θα είναι διαφορετική. Τα ετερογενή μείγματα μπορεί να έχουν δύο ή περισσότερες φάσεις ύλης μέσα τους, και ακόμη κι αν το ετερογενές μείγμα είναι η ίδια κατάσταση ύλης, εξακολουθούν να υπάρχουν διαφορετικές περιοχές με διακριτές ιδιότητες.

Σημειώσεις σχετικά με τα μείγματα

Υπάρχουν ορισμένες σημαντικές εκτιμήσεις κατά τον ορισμό των μειγμάτων. Μια εκτίμηση είναι ότι το αν ένα μείγμα είναι ομοιογενές ή ετερογενές εξαρτάται συχνά από την κλίμακα. Σκεφτείτε πώς ένα δείγμα αέρα φαίνεται ομοιογενές με γυμνό μάτι, αλλά όταν εξετάζεται σε επίπεδο μορίων το δείγμα γίνεται ετερογενές στη φύση. Ακολουθώντας την ίδια λογική, μπορούν να γίνουν ετερογενή μείγματα από ένα μόνο στοιχείο. Ο άνθρακας μπορεί να είναι είτε διαμάντι είτε μολύβι, αλλά ο συνδυασμός των δύο θα δημιουργούσε ένα ετερογενές μείγμα.

Ένα άλλο σημαντικό πράγμα που πρέπει να θυμάστε είναι ότι ο συνδυασμός δύο ουσιών μαζί δεν οδηγεί πάντα σε ένα μείγμα, μερικές φορές συμβαίνει μια χημική αντίδραση και ο χημικός τύπος των ουσιών μεταβάλλεται. Για παράδειγμα, ο συνδυασμός ξυδιού και μαγειρικής σόδας οδηγεί στην παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα και νερού, πράγμα που σημαίνει ότι δεν έχει προκύψει μείγμα. Όταν τα οξέα και οι βάσεις αναμειγνύονται μεταξύ τους, συνήθως δεν προκύπτουν μείγματα.

Όροι για την περιγραφή των μιγμάτων

Τα μείγματα μπορούν να περιγραφούν με όρους που αναφέρονται στο μέγεθος σωματιδίων των διαφόρων συστατικών του μείγματος. Για παράδειγμα, η ταξινόμηση «διάλυμα» δίνεται συνήθως σε μείγματα που έχουν σωματίδια μικρότερα από 1 nm σε διάμετρο, με σωματίδια εξαιρετικά μικρού μεγέθους. Τα διαλύματα είναι σχεδόν πάντα σταθερά και οι διαδικασίες απόχυσης ή φυγοκέντρησης δεν μπορούν να διαχωρίσουν τα χημικά συστατικά του διαλύματος το ένα από το άλλο. Παραδείγματα διαλυμάτων περιλαμβάνουν ζελατίνη, αέρα και οξυγόνο διαλυμένο στο νερό.

Τα κολλοειδή είναι διαλύματα που μπορεί να φαίνονται ομοιογενή όταν τα βλέπουμε με γυμνό μάτι, αλλά η πιο προσεκτική εξέταση του κολλοειδούς με μικροσκόπιο αποκαλύπτει εύκολα ορατά σωματίδια. Το μέγεθος των σωματιδίων μέσα σε ένα κολλοειδές συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 1nm και 1μm. Όπως το διάλυμα, τα κολλοειδή είναι συνήθως σταθερά. Σε αντίθεση με τα διαλύματα, τα κολλοειδή συνήθως παρουσιάζουν το φαινόμενο Tyndall. Το φαινόμενο Tyndall είναι ένα φαινόμενο όπου το φως διασκορπίζεται καθώς αναπηδά από σωματίδια είτε σε λεπτό διάλυμα είτε σε κολλοειδές. Τα συστατικά που συνθέτουν ένα κολλοειδές δεν μπορούν να διαχωριστούν με απόχυση, αν και μπορούν να διαχωριστούν μέσω φυγοκέντρησης.

Τα εναιωρήματα είναι μείγματα που φαίνονται ετερογενή ακόμα και όταν τα βλέπει κανείς με γυμνό μάτι. Εάν θέλετε να διατηρήσετε τα σωματίδια σε ένα εναιώρημα από το διαχωρισμό, πρέπει συνήθως να χρησιμοποιήσετε έναν σταθεροποιητικό παράγοντα. Όπως τα κολλοειδή, οι αναρτήσεις εμφανίζουν επίσης το φαινόμενο Tyndall όταν το φως περνά μέσα από αυτά. Λόγω του μεγάλου μεγέθους των σωματιδίων που βρίσκονται σε εναιωρήματα, μπορούν να απομονωθούν μεταξύ τους με απόχυση ή φυγοκέντρηση. Η άμμος αναμεμειγμένη με νερό, λάσπη, σκόνη στον αέρα και γρανίτη μπορούν όλα να αναφέρονται ως εναιωρήματα.

Η διαδικασία ομογενοποίησης

Η διαδικασία ομογενοποίησης είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία ενός ομοιογενούς μίγματος από ένα ετερογενές μείγμα. Σκεφτείτε πώς δημιουργείται το ομογενοποιημένο γάλα. Το φυσικό γάλα θα χωριστεί σε διαφορετικές στρώσεις, με την κρέμα από πάνω και το υγρό μέρος στο κάτω μέρος. Το φυσικό γάλα συνήθως έχει μόνο την εμφάνιση ενός ομοιογενούς μείγματος όταν ανακινείται. Για να φτάσει το γάλα στην κατάσταση που βρίσκεται όταν μπαίνει στα ράφια των καταστημάτων, υφίσταται ομογενοποίηση. Το ομογενοποιημένο γάλα επεξεργάζεται με ειδικά όργανα για να διασφαλιστεί ότι τα συστατικά του γάλακτος δεν διαχωρίζονται και ότι το γάλα παραμένει ως ομοιογενές μείγμα.

Παραδείγματα ομοιογενών μιγμάτων

Τώρα ας δούμε μερικά συγκεκριμένα παραδείγματα ομοιογενών μιγμάτων. Τα ομοιογενή μείγματα περιλαμβάνουν μείγματα όπως απορρυπαντικό πλυντηρίων ρούχων, πλάσμα αίματος, ξύδι και καφέ.

Το πλάσμα αίματος είναι μια ουσία που βρίσκεται στο αίμα και είναι αυτή που αιωρεί τα ερυθρά αιμοσφαίρια μέσα σε ένα υγρό. Αυτό το πλάσμα αίματος αποτελεί περίπου το ήμισυ του όγκου του αίματος στο σώμα.

Εν τω μεταξύ, ένα φλιτζάνι καφέ μπορεί να θεωρηθεί ομοιογενές μείγμα, αρκεί να μην έχει προστεθεί πρόσφατα κρέμα ή ζάχαρη στο φλιτζάνι του καφέ. Ο καφές θεωρείται τυπικά ένα ομοιογενές μείγμα, επειδή οι υπολείμματα του καφέ έχουν στραγγιστεί, αφήνοντας μόνο τα εκχυλίσματα καφέ και το νερό αναμεμειγμένα σε ομοιόμορφη κατανομή. Ωστόσο, εάν έχει προστεθεί πρόσφατα κρέμα ή ζάχαρη στον καφέ και βρίσκονται ακόμη στη διαδικασία διασποράς στον καφέ, είναι ένα ετερογενές μείγμα. Μόλις η κρέμα/γάλα διαλυθεί εντελώς στον καφέ γίνεται ένα ομοιογενές μείγμα.

Το ξύδι είναι ένα παράδειγμα ομοιογενούς μείγματος που αποτελείται από αρωματικά και οξικό οξύ που χρησιμοποιείται για το μαγείρεμα μιας ποικιλίας γευμάτων. Ενώ το ξύδι μπορεί να έχει διαφορετικά συστατικά σε αυτό και να πωλείται σε διαφορετικές συγκεντρώσεις, τα χημικά συστατικά που αποτελούν το ξύδι κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο το μείγμα, επομένως είναι ένα ομοιογενές μείγμα.

Εξετάστε επίσης το απορρυπαντικό πλυντηρίου. Παρόλο που το απορρυπαντικό ρούχων αποτελείται από διάφορα χημικά καθαρισμού που προορίζονται να κάνουν διαφορετικά πράγματα, όπως να απομακρύνουν τη βρωμιά ή να αφαιρέσουν λεκέδες από γρασίδι, όταν ρίχνετε το απορρυπαντικό στο πλυντήριό σας, δεν μπορείτε να δείτε συστάδες από αυτές τις μεμονωμένες χημικές ουσίες, επειδή το μείγμα έχει ομοιογενή χαρακτήρα.

Παραδείγματα ετερογενών μιγμάτων

Ας αντιπαραβάλουμε ομοιογενή μείγματα με ετερογενή μείγματα. Ένα παράδειγμα ετερογενούς μείγματος είναι η σόδα, η οποία αποτελείται από νερό, ζάχαρη και διοξείδιο του άνθρακα. Η ενανθράκωση στη σόδα είναι αυτή που της δίνει φυσαλίδες. Υπάρχει μια ποικιλία αρωμάτων, ζάχαρης και νερού στη σόδα, αλλά οι φυσαλίδες διοξειδίου του άνθρακα που εμφανίζονται τυχαία σε όλο το διάλυμα είναι αυτές που το κάνουν ένα ετερογενές μείγμα και όχι ένα ομοιογενές μείγμα. Το σκυρόδεμα είναι ένα άλλο, ίσως αντιφατικό, παράδειγμα ετερογενούς μείγματος. Το τσιμέντο, το νερό και τα αδρανή αναμειγνύονται μεταξύ τους για να γίνει σκυρόδεμα. Ο χυμός πορτοκαλιού με πολτό είναι επίσης ένα ετερογενές μείγμα, με τα κομμάτια του πολτού να κατανέμονται λίγο πολύ τυχαία σε όλο το χυμό. Ένα άλλο παράδειγμα ετερογενούς μείγματος είναι το έδαφος, το οποίο αποτελείται από διάφορα στοιχεία και ορυκτά συγκεντρωμένα σε φαινομενικά τυχαίες συστοιχίες. Εδώ είναι ένα άλλο παράδειγμα ενός ετερογενούς μείγματος - δημητριακών στο γάλα. Τα δημητριακά στο γάλα είναι ένα παράδειγμα ετερογενούς μείγματος με πολλούς τρόπους, επειδή όχι μόνο τα δημητριακά που αιωρούνται στο γάλα είναι μείγμα, αλλά και το ίδιο το γάλα μπορεί να είναι ένα ετερογενές μείγμα.

Καλύτερη κατανόηση των μιγμάτων

Υπάρχουν μερικές αρχές που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να σας βοηθήσουν να προσδιορίσετε εάν ένα μείγμα είναι ετερογενές ή ομοιογενές. Αρχικά, να θυμάστε ότι στην περίπτωση ενός ομοιογενούς μείγματος δεν έχει σημασία πού στο μείγμα λαμβάνεται ένα δείγμα, η σύνθεση του δείγματος θα είναι πάντα η ίδια. Αντίθετα, η θέση δειγματοληψίας σε ένα ετερογενές μείγμα θα έχει αντίκτυπο στη σύνθεση του δείγματος. Ως ενδεικτικό παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα μεγάλο βάζο γεμάτο καραμέλες.

Εάν ολόκληρο το βάζο αποτελείται από μπλε καραμέλες, τότε δεν έχει σημασία από πού σχεδιάζετε ένα δείγμα καραμέλας, όλα αυτά που θα πάρετε θα είναι μπλε. Αυτό το κάνει ένα ομοιογενές μείγμα. Ένα ετερογενές μείγμα θα ήταν ένας συνδυασμός απληστίας, κόκκινων, μπλε και κίτρινων καραμέλες. Θα παίρνατε ένα διαφορετικό μείγμα καραμέλες ανάλογα με το πού πήρατε το δείγμα, και αυτό το κάνει ένα ετερογενές μείγμα.