Mieszaniny substancji autor: Wiktoria Mazurkiewicz

Podział mieszanin W przyrodzie i życiu codziennym rzadko spotykamy się z pojedyńczymi substancjami chemicznymi. Najczęściej mamy do czynienia z kilkoma zmieszanymi ze sobą substancjami. Tak zmieszane ze sobą substancje nazywamy mieszaniną. Przykładem mieszaniny jest; mleko, słodzona herbata, woda morska, zaprawa murarska, sól zmieszana z piaskiem, różnego rodzaju stopy metali, powietrze, itp. Także nasza Ziemia jest mieszaniną gazów, cieczy i ciał stałych. Badając różnego rodzaju mieszaniny, daje się zauważyć że są mieszaniny w których różne składniki można zidentyfikować gołym okiem lub korzystając z mikroskopu. Ale są i takie mieszaniny, gdzie oko uzbrojone w bardzo silny mikroskop nie jest w stanie zidentyfikować poszczególnych składników mieszaniny a mieszanina w całej objętości jest jednorodna. W oparciu o stopień rozdrobnienia wymieszanych substancji dokonano podziału mieszanin. Mieszaniny natomiast mogą być : jednorodne i niejednorodne

Mieszaniny jednorodne Mieszanina jednorodna (homogeniczna) - ma jednakowe właściwości w całej rozciągłości, tzn. gołym okiem lub za pomocą lupy czy mikroskopu nie można rozróżnić jej składników. Mieszaniny jednorodne (homogeniczne) noszą nazwę roztworów.

Przykładami mieszanin jednorodnych (homogenicznych) są: stopy metali (brąz) benzyna (mieszanina węglowodorów) solanka (roztwór wodny soli kamiennej) cukier w wodzie powietrze (mieszanina gazów) roztwory wodne soków ocet Szczególnym przykładem mieszaniny jednorodnej, jest roztwór sporządzony przez rozpuszczenie cukru w wodzie. Kryształy cukru rozpuszczone w wodzie rozpadają sie na takie drobiny, które praktycznie stają się niewidoczne dla naszego oka. Efekt taki możemy zaobserwować podczas słodzenia herbaty. W mieszaninie jednorodnej składnik występujący w nadmiarze nosi nazwę rozpuszczalnika a pozostałe składniki substancje rozpuszczone.

Mieszaniny niejednorodne Mieszaniny niejednorodne (heterogeniczne) - składają się z części o różnych właściwościach, w których można gołym okiem lub za pomocą lupy czy mikroskopu rozróżnić przynajmniej jeden składnik. Przykładem takiej mieszaniny są: opiłki żelaza zmieszane z cukrem, piasek z wodą, zaprawa murarska (piasek zmieszany z wodą, wapnem i cementem).

Szczególnymi rodzajami mieszanin niejednorodnych są: Emulsje .Powstają w wyniku zmieszania dwóch nierozpuszczalnych wzajemnie cieczy, z których jedna jest rozproszona w drugiej. Mleko jest przykładem emulsji. Zewnętrznie wygląda jak czysta substancja, ale pod mikroskopem można dostrzec pojedyńcze kulki tłuszczu, Piana (piana z mydła). Składa się z pęcherzyków gazu rozproszonych w cieczy lub ciele stałym, Dym. Zawiera drobiny ciał stałych rozproszone w fazie gazowej jaką jest powietrze, Mgła. Zawiesina bardzo małych kropel wody lub lodu w powietrzu, Szlamy. Osady pochodzenia organicznego lub nieorganicznego powstały na dnie zbiorników wodnych, Rys.7 Emulsja Rys. 8 Piana

Sposoby rozdzielania mieszanin na składniki Filtracja Przykładem filtracji jest rozdzielenie mieszaniny zawierającej drobiny kredy zawieszone wodzie. W celu rozdzielenia takiej mieszany wystarczy przepuścić taką mieszaninę przez warstwę filtrującą, którą może być zwykła bibuła. Na filtrze pozostaje osad a rozpuszczalnik przenika przez filtr i oczyszczona od osadu spływa do naczynia. W celu przeprowadzenia filtracji sączek z pofałdowanej bibuły filtracyjnej układamy w lejku odpowiedniej wielkości, dociskamy do ścianek i zwilżamy wodą destylowaną. Ciecz do filtracji powoli (najlepiej po bagietce) wlewamy do lejka. Filtr napełniamy do poziomu ok. 1 cm poniżej jego krawędzi. Następną porcję wlewamy do filtru dopiero wtedy, kiedy poprzednia została już przefiltrowana.

Odparowanie Odparowanie ma zastosowanie do mieszanin jednorodnych (rys.8). Przykładem takiej mieszaniny jest solanka (woda + sól). Przepuszczając taką mieszaninę przez filtr nie jesteśmy w stanie jej rozdzielić. Dopiero zastosowanie odparowania pozwala nam rozdzielic ten rodzaj mieszanin. Sam proces polega na ogrzewaniu mieszaniny z której odparowuje woda a w naczyniu pozostaje sól. Proces odparowania (zatężania) może być przeprowadzony w parownicy lub szkiełku. Przed rozpoczęciem odparowania naczynie napełniamy roztworem co najwyżej do połowy, Następnie ustawicznie mieszając bagietką podgrzewamy naczynie na małym ogniu. Usuwamy palnik po odparowaniu około połowy objętości rozpuszczalnika. Pozostała ilość rozpuszczalnika odparowuje wykorzystując ciepło rozgrzanego naczynia. Rys. 8 Odparowanie

Destylacja Jeżeli będzie nam zależało na odzyskaniu cieczy, wtedy zastosujemy proces, który nazywamy destylacją (rys.9). Kolba destylacyjna powinna być wypełniona co najwyżej do połowy. Przed rozpoczęciem podgrzewania cieczy w kolbie należy odkręcić dopływ wody do chłodnicy. Oczekiwana temperatura par w kolbie destylacyjnej mierzona jest termometrem laboratoryjnym. Kolbę ogrzewamy początkowo stosunkowo dużym płomieniem, który zmniejszamy w momencie rozpoczecia wrzenia. Aby zapobiec przegrzaniu cieczy, do kolby wrzucamy kawałeczki porcelany.

Krystalizacja Proces krystalizacji ma zastosowanie do rozdzielenia mieszanin jednorodnych, z których jedna jest cieczą a druga ciałem stałym rozpuszczalnym w wodzie lub innych rozpuszczalnikach. Przykładem takiej substancji może być sól kuchenna, która jak wiemy jest bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie. Żeby krystalizacja była możliwa, mieszanina (roztwór) musi znajdować sie w stanie przesycenia, co osiągamy poprzez odparowanie i ogrzewanie roztworu. W takim roztworze po schłodzeniu, na dnie naczynia tworzą się kryształy.

Wirowanie Wirowanie pozwala nam rozdzielić ciała stałe od cieczy. Przykładem może być wcześniej prezentowana zawiesina kredy w wodzie. Wirowanie odbywa sie w wirówkach. W wyniku oddziaływania siły odśrodkowej zawiesina kredy zostaje przemieszczona w kierunku dna naczynia, gdzie gromadzi się. Po odwirowaniu, ciecz zlewamy a osad usuwamy z naczynia.

Rozdzielanie mieszaniny, dwóch nierozpuszczalnych wzajemnie cieczy Przykładem takiej mieszaniny woda zmieszana z olejem. Te dwie substancje zmieszane ze sobą po pewnym czasie rodzielą się, tworząc dwie warstwy. Olej jako lżejszy od wody, utworzy warstwę górną a woda znajdzie się w warstwie dolnej. Wystarczy wtedy zlać olej z nad wody aby uzyskać rozdzielenie tych dwóch substancji. Dokładniejszy rozdział tych substancji uzyskamy spuszczając dolną warstwę przez zawór, jednocześnie obserwując granicę kontaktu tych dwóch warstw. Przebieg tej metody ilustruje rysunek 11.

Chromatografia Chromatografia służy do oczyszczania i identyfikacji mieszanin substancji chemicznych. W chromatografii wykorzystuje się zjawisko podziału składników mieszaniny między fazę nieruchomą (stacjonarną) i ruchomą. Rysunek 12 przedstawia zasadę działania najprostszego chromatografu w którym fazą stałą jest bibuła a fazą ruchomą destylowana woda. Mieszanią, która podlega rozdziałowi jest zwykły atrament, który za pomocą pipety jest nanoszony centralnie na bibułę. W to samo miejsce nanosi się porcjami destylowaną wodę. Po pewnym czasie zaobserwujemy występowanie barwnych pierścieni ułożonych centralnie. Chromatografia rozwija się bardzo dynamicznie. Ta metoda analizy mieszanin wykorzystywana jest w badaniach biologicznych, przy produkcji leków i w wielu innych dziedzinach. Najprostszym przykładem zastosowania chromatografii może być zwykły domowy filtr do oczyszczania wody.

Mieszanina jednorodna - ma jednakowe właściwości w całej rozciągłości, tzn. gołym okiem lub za pomocą lupy czy mikroskopu nie można rozróżnić składników Mieszanina niejednorodna - składaja się z części o różnych właściwościach, w których można gołym okiem lub za pomocą lupy czy mikroskopu rozróżnić przynajmniej jeden składnik Emulsja - powstaje w wyniku zmieszania dwóch nierozpuszczalnych wzajemnie cieczy, z których jedna jest rozproszona w drugiej Piana - składa się z pęcherzyków gazu rozproszonych w cieczy lub ciele stałym Dym - zawiera drobiny ciał stałych rozproszone w fazie gazowej (powietrze) Mgła - zawiesina bardzo małych kropel wody lub lodu w powietrzu Filtracja - sposób oddzielenia cieczy od substancji stałej Odparowanie - sposób oddzielenia cieczy od substancji stałej Krystalizacja - proces wydzielenia się substancji stałej z roztworu nasyconego w postaci kryształów Wirowanie - sposób oddzielenia cieczy od substancji stałej

Nowe pojęcia Mieszanina jednorodna - ma jednakowe właściwości w całej rozciągłości, tzn. gołym okiem lub za pomocą lupy czy mikroskopu nie można rozróżnić składników Mieszanina niejednorodna - składaja się z części o różnych właściwościach, w których można gołym okiem lub za pomocą lupy czy mikroskopu rozróżnić przynajmniej jeden składnik Emulsja - powstaje w wyniku zmieszania dwóch nierozpuszczalnych wzajemnie cieczy, z których jedna jest rozproszona w drugiej

Koniec Gratulacje Możesz już iść a sprawdzian z chemii