MIESZANINA: SKŁADNIKI, RODZAJE, METODY SEPARACJI, PRZYKŁADY - SŁOWNICTWO KULTUROWE - 2026

Mieszaniną jest mieszanina dwóch lub więcej materiałów, substancji lub związków chemicznych. Jeśli chodzi o chemię i fizykę, zakłada się, że składniki tej mieszaniny nie powinny reagować ze sobą, ponieważ ich skład i właściwości zmieniałyby się w miarę upływu czasu; dlatego muszą być stabilne przez rozsądny czas (godziny, dni, tygodnie, lata).

Mieszanki są wszędzie i we wszystkich dziedzinach wiedzy; niektóre są ideologiczne, inne chimeryczne lub naturalne. Możemy je znaleźć w kuchni nie tylko w produktach spożywczych, które same w sobie są stałymi i niejednorodnymi mieszankami, ale w tych samych materiałach, drewnianym stole, szklankach, dzbanach z sokami i innych jadalnych lub nie przedmiotach.

Kubek czekoladowej bezy, jak wszystkie desery, to codzienne przykłady mieszanek. Źródło: Pxhere.

Mieszanki można również znaleźć w pastach do zębów, płynach do płukania ust, kremie do golenia, kostkach mydła, produktach czyszczących lub zapachach wody toaletowej; nawet nasze odpady fizjologiczne są we właściwej mierze. Ciało ludzkie składa się z zestawu różnych rodzajów mieszanin, skoordynowanych w równowadze.

Możliwe jest zwiększenie złożoności mieszanki na tyle, na ile pozwala nam wyobraźnia; liczba składników, zaangażowane fazy, ich interakcje z otoczeniem. Dlatego przy pierwszym podejściu do tej koncepcji zawsze zaczynamy od typowych mieszanek spotykanych w laboratorium lub w życiu codziennym, przeszłym lub współczesnym.

Woda jest idealnym medium do wyjaśnienia, czym jest mieszanina, ponieważ jest zdolna do rozpuszczenia wielu ciał stałych lub cieczy. Używając go, opisano, z czego składa się rozpuszczalnik, substancja rozpuszczona, rozmiar cząstek, jednorodność lub niejednorodność powstałego roztworu. A potem, idąc dalej, staje się jasne, że jakakolwiek ciecz, ciało stałe lub gaz może działać jako rozpuszczalnik.

Składniki mieszaniny

Chociaż istnieją setki tysięcy mieszanin, ich składniki można zredukować i podzielić na tylko dwa typy: rozpuszczalnik lub substancję rozpuszczoną.

Rozpuszczalnik

Na początku podano przykład rozpuszczalnika: wodę. W rzeczywistości nie bez powodu nazywa się to uniwersalnym rozpuszczalnikiem (lub rozpuszczalnikiem). Można zatem pomyśleć, że rozpuszczalnik musi koniecznie być ciekły, aby rozpuszczał ciała stałe lub gazy, które z nim oddziałują; jednak takie stwierdzenie jest nieprawidłowe.

Rozpuszczalnik jest medium zdolnym do „przyjmowania” dodawanych do niego ciał stałych, substancji, związków lub materiałów; i dlatego ma tendencję do posiadania najwyższego składu (aby być bardziej obfitym) w mieszance. Na przykład ilości rozpuszczonych soli w oceanach są przytłaczająco duże, ale bledną w porównaniu z całkowitą masą wody.

Jeśli rozpuszczalnik jest medium, oznacza to, że nie zawsze musi być płynny; może to być również ciało stałe lub nawet gaz. Podobnie, rozpuszczalnik nie musi być jednym materiałem (tylko woda), ale może być traktowany samodzielnie w mieszaninie (woda i alkohol w równych proporcjach).

Wśród innych popularnych rozpuszczalników wymienić można m.in. lodowaty kwas octowy, sole lub stopione metale, toluen, chloroform, benzynę, azot, powietrze, ciała mezoporowate.

Solute

Substancja rozpuszczona to po prostu to, co jest dodawane lub rozpuszczane we wspomnianym rozpuszczalniku (substancje, związki itp.). Jego stan fizyczny może być dowolny, chociaż ciało stałe jest najbardziej reprezentatywne i obserwowalne z natury. Ponadto charakteryzuje się mniejszą zawartością (jest mniej obfity) w stosunku do rozpuszczalnika; chociaż nie zawsze musi tak być. W poniższym przykładzie woda jest rozpuszczalnikiem, a sól substancją rozpuszczoną:

Mieszaj typy

Załóżmy, że A jest rozpuszczalnikiem, a B jest substancją rozpuszczoną. Jeśli A i B zostaną zmieszane lub połączone, dadzą one mieszankę (A + B). Wymienioną mieszaninę można sklasyfikować według jej stanu materiałowego (ciecz, gaz lub ciało stałe), według jej wyglądu (jednorodny lub niejednorodny) lub według rozmiaru cząstek substancji rozpuszczonej (zawiesina, koloid lub roztwór).

Wszystkie te klasyfikacje są ze sobą powiązane, ale mieszaniny zostaną omówione na podstawie ich wyglądu, a także z odniesieniem do ich wielkości cząstek.

Jednorodny

Szklanka wody, jednorodna mieszanina

Jednorodna mieszanina to taka, która przedstawia jedną fazę gołym okiem i której nie można oddzielić samodzielnie z powodu działania grawitacji. Dlatego jego cząsteczki są zbyt małe, aby ludzkie oko mogło je docenić.

Do tego typu mieszaniny wchodzą roztwory i koloidy, zróżnicowane pod względem wielkości cząstek substancji rozpuszczonej. Wszystkie rozwiązania są jednorodne.

Heterogeniczny

Niejednorodna mieszanina oleju i wody

Niejednorodna mieszanina to taka, w której gołym okiem widać więcej niż dwie fazy, a także nierównomierny rozkład jej cząstek obserwowany w skali molekularnej. Dlatego może to być mieszanina ciał stałych o różnych kolorach lub gazów lub niemieszających się cieczy. Do tego typu mieszanin wchodzą koloidy, zwłaszcza emulsje i zawiesiny.

Istnieją zatem koloidy jednorodne, jak chmury, i niejednorodne, jak majonez widziany pod mikroskopem i woda z zemulgowanym olejem. Jednak wszystkie koloidy są niejednorodne, gdy są oglądane pod mikroskopem lub w skali mikrometrycznej.

Metody separacji mieszanin

Składniki (rozpuszczalnik i substancja rozpuszczona) mieszaniny A + B można rozdzielić w zależności od rodzaju mieszaniny i stanu jej materiału.

Odparowanie

Woda wyparowuje z naczyń kuchennych. Vidralta, źródło Wikimedia Commons

Do roztworów stosuje się odparowanie, doprowadzając ciepło tak, aby rozpuszczalnik uciekał do fazy gazowej, a substancja rozpuszczona osadzała się na ściankach pojemnika. Można to zaobserwować w wiadrze z wodą morską: gdy woda wyparuje, białe sole pozostaną na dnie.

Destylacja

Destylacja jest stosowana, jeśli nie chcesz wyrzucać rozpuszczalnika, ale raczej go odzyskać. Jednak głównym zastosowaniem destylacji jest oddzielenie roztworu złożonego z mieszaniny cieczy; to znaczy, gdy substancja rozpuszczona jest również ciekła. Na przykład mieszanina wody i acetonu jest destylowana w celu odzyskania niższego wrzącego acetonu.

Filtrowanie

Filtracja wymaga bibuły filtracyjnej lub porowatej powierzchni, która umożliwia przepływ cieczy, ale której pory są wystarczająco małe, aby zatrzymać ciało stałe.

Filtracja jest szczególnie przydatna do oddzielania zawiesin, w przypadku których osiadanie cząstek stałych na dnie wymaga czasu. W chemii jest to etap po reakcji strącania.

Dekantacja

Rozdzielacz

Jeśli chodzi o mieszaninę ciecz-ciało stałe, poczekaj, aż ciało stałe osiądzie na dnie (zgodnie z jego gęstością i wielkością cząstek), wlej płyn do innego pojemnika, uważając, aby ciało stałe nie przemieszczało się w tło.

Tymczasem w mieszaninach ciecz-ciecz (niejednorodnych) stosuje się słynny rozdzielacz (podobny do gruszki lub za kulisami). Najgęstszy płyn jest przenoszony przez wąską dyszę na dole, a mniej gęsty przez szeroki otwór na górze (tam, gdzie wchodzi nasadka).

Przesiew

Przesiewanie jest filtracją, ale w przypadku mieszanin ciało stałe-ciało stałe (niejednorodne). Dzięki tej metodzie ziarna lub kamienie o różnej wielkości oddziela się za pomocą sita lub sita.

Sublimacja

Gdy jeden ze składników mieszaniny ciało stałe-ciało jest lotny, to znaczy przechodzi do stanu gazowego bez topienia się lub topienia najpierw, następnie jest podgrzewany, a jego oczyszczone kryształy osadzają się na zimnej powierzchni, pozostawiając mieszaninę bez sublimalnego składnika.

Krystalizacja

Mieszaninę ciało stałe-ciało stałe rozpuszcza się w odpowiednim rozpuszczalniku, tak aby w zależności od rozpuszczalności każdej substancji rozpuszczonej w rozpuszczalniku można było je rozdzielić działaniem temperatury i chłodzenia. Tak więc, gdy gorąca mieszanina ostygnie, każda substancja rozpuszczona będzie krystalizować oddzielnie, co umożliwia filtrowanie kryształów.

Wirowanie

Podczas wirowania koloidy pod działaniem grawitacji i przyspieszenia kończą się rozdzieleniem ich składników (faza rozproszona i faza dyspergująca w przypadku koloidów). Stosuje się go, gdy filtracja nie jest możliwa, ponieważ cząsteczki są zbyt małe i penetrują porowate medium, a także rozpuszczalnik lub fazę dyspergującą.

Przykłady mieszanin

-Amalgamy (roztwór stały)

-Cement (jednorodna mieszanka stała)

-Pasty do zębów (koloidalna, ale jednorodna gołym okiem)

-Napoje gazowe (roztwory)

- piasek (mieszanka niejednorodna)

-Zboża z mlekiem (mieszanka niejednorodna)

- Chicha ryżowa z kawałkami czekolady (niejednorodna mieszanka z zawieszonymi chipsami)

-Krew (koloidalna, ale jednorodna gołym okiem)

-Żelatyna (koloid ciało stałe-ciecz)

-Plastiki (roztwór stały)

-Piwa (roztwory)

-Orine (roztwór)

-Air (roztwór gazowy)

-Pył w powietrzu (zawieszenie)

-Mleko (koloid i emulsja)

-Kolorowe szkło (roztwór stały)

-Błoto (zawieszenie)

-Chalk w wodzie (zawiesina)

-Czarna kawa (roztwór)

-Kości (niejednorodna mieszanina)

-Farby (koloidy lub zawiesiny w zależności od rodzaju)

-Chmury i mgła (koloidy gazowe jednorodne gołym okiem)

-Sałatka z piklami i cesarzem (szwedzki stół)

-Granit (mieszanka niejednorodna)

-Tizanas (mieszanka niejednorodna)

-Vinegar (jednorodna mieszanina lub roztwór)

-Benzyna (jednorodna mieszanka)

-Ciężki tankowiec (zawieszenie)

-Kwasowy deszcz (roztwór)

-Aceros (roztwór stały)

-Czekolada mleczna (jednorodna mieszanka)

-Nutella (jednorodna mieszanka choć z pewnością koloidalna)

-Pudełko czekoladek (torebka mieszana)

-Karmel topiony (jednorodna mieszanka)

-Ink (koloid, ale jednorodny w zasięgu wzroku)

-Dezodoranty w batonach (jednorodna mieszanka)

- Detergenty w proszku (mieszanka niejednorodna)

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
2. Nissa Garcia. (2019). Co to jest rozwiązanie w nauce? - Definicja i przykłady. Badanie. Odzyskany z: study.com
3. David Paterson. (16 kwietnia 2018). Mieszaniny i roztwory. Odzyskany z: edu.rsc.org
4. Wikipedia. (2019). Mieszanina. Odzyskane z: en.wikipedia.org
5. Ron Kurtus. (15 września 2005). Rodzaje mieszanin. Odzyskany z: school-for-champions.com
6. Amrita.olabs.edu.in,. (2012). Rozdzielanie mieszanin przy użyciu różnych technik. Odzyskany z: amrita.olabs.edu.in
7. Coursesinea. (sf). Część 3. Czytanie 3.5: Rodzaje mieszanin i fizyczne metody rozdzielania. Odzyskany z: courseinea.conevyt.org.mx