Mišinys (chemija): kas tai yra — apibrėžimas, tipai ir pavyzdžiai

Sužinokite, kas yra mišinys chemijoje: aiškus apibrėžimas, homogeniniai, heterogeniniai ir koloidai, tirpalai, lydiniai bei praktiniai pavyzdžiai ir taikymas.

Chemijoje mišinys yra medžiaga, sudaryta iš dviejų ar daugiau paprastesnių medžiagų. Šios medžiagos gali būti cheminiai elementai arba junginiai. Mišinys gali būti sudarytas iš skysčių, kietųjų medžiagų arba dujų. Skirtingos mišinio dalys gali būti išsidėsčiusios tolygiai arba netolygiai; svarbu, kad jos nėra chemiškai sujungtos į naują medžiagą – jų atskirų savybių apskaičiavimas dažnai leidžia numatyti mišinio elgseną.

Mišinys nėra tas pats, kas junginys, sudarytas iš dviejų ar daugiau tarpusavyje sujungtų atomų. Pavyzdžiui, vandenilio ir azoto dujų mišinį sudaro vandenilis ir azotas, o ne amoniako junginys, sudarytas iš vandenilio ir azoto atomų. Junginyje komponentai pakeičia savo chemines savybes, o mišinyje kiekvienos sudedamosios dalies cheminės savybės išlieka.

Mišinių tipai

Pagal tolygumą mišiniai skirstomi į tris pagrindines rūšis:

• Homogeniniai (vienalyčiai) mišiniai – jų sudedamosios dalys tolygiai paskirstytos ir akimi ar optinėmis priemonėmis atskirti negalima. Pavyzdžiai: oro mišinys, druskos tirpalas vandenyje.
• Heterogeniniai (netolygių fazių) mišiniai – jų sudedamosios dalys aiškiai atskiriamos, gali būti matomos arba atskirtos mechaniniu būdu. Pavyzdžiai: smėlis vandenyje, aliejus ir vanduo.
• Trečioji forma vadinama koloidu – tai tarpinis atvejis tarp homogeninio ir heterogeninio mišinio. Koloiduose viena fazė sudaryta iš smulkių dalelių, kurios nepaskęsta ir duoda Tindalio efektą (šviesos sklaida). Pavyzdžiai: pienas, baltas mišinių dūmai, želė.

Tirpalai, suspensijos ir emulijos

Jei viena mišinio medžiaga ištirpsta kitoje, mišinys vadinamas tirpalu. Tirpale paprastai galima išskirti tirpiklio (dažniausiai skysčio) ir tirpinio (dalyklos) vaidmenis. Pavyzdžiui, jei cukrus dedamas į vandenį, jis sudaro mišinį, tada ištirpsta ir tampa tirpalu. Jei cukrus neištirpsta, jis vadinamas suspensija. Kitos dažnos mišinio formos:

• Suspensija – didesnės kietos dalelės disperguotos skystyje; laikui bėgant jos gali nusėsti (pavyzdžiui, molis vandenyje).
• Emulsija – dviejų tarpusavyje neišmaišomų skysčių (pvz., aliejus ir vanduo) smulkus paskirstymas viena kito viduje; emulsijos stabilumą dažnai didina emulgatoriai.
• Laviniai – kietų metalų mišiniai, kuriuose elementai ištirpsta vienas kitame (pavyzdžiui, lydiniai), suteikiant naujas mechanines ir fizines savybes.

Pavyzdžiai kasdienybėje ir gamtoje

• Oro mišinys – daugiausia azoto ir deguonies, taip pat argono, anglies dioksido ir kitų dujų.
• Druskos arba cukraus tirpalai – įprasti laboratorijų ir maisto pavyzdžiai.
• Pienas – koloidas (emulsija ir baltymų dispersija).
• Daugelio rūšių dirvožemis ir uolienos yra įvairių mineralų mišiniai, turintys skirtingas daleles ir chemines frakcijas.
• Metaliniai lydiniai pramonėje (pavyzdžiui, plienas) – lydiniai suteikia geresnes mechanines savybes nei gryni metalai.

Fizikiniai ir cheminiai aspektai

Mišiniai pasižymi keliomis svarbiomis savybėmis:

• Komponentai nėra chemiškai susiję – jie išlaiko savo chemines savybes.
• Mišinių komponentus galima atskirti fiziškai (be cheminių reakcijų) naudojant įvairias metodikas.
• Mišinio fizinės savybės (tankis, lydymosi taškas, virimo taškas, elektrinis laidumas) priklauso nuo sudedamųjų dalių santykio.
• Tirpalų atveju svarbios sąvokos – tirpumo riba, sotumo būsena, mišinio koncentracija (procentai masės, molinė koncentracija – molarity, molality ir kt.).

Mišinių atskyrimo metodai

Praktikoje mišinių komponentus dažnai reikia atskirti arba išgryninti. Dažniausiai naudojami metodai:

• Filtravimas – atskiria kietąsias daleles nuo skysčio (naudojama suspensijoms).
• Destiliacija – pagrįsta skirtingais komponentų virimo taškais (naudinga skystiems mišiniams ir tirpalams).
• Garavimas / kristalizacija – tirpiklio pašalinimas šildant, kad kristalizuotųsi ištirpęs komponentas.
• Chromatografija – padeda atskirti mišinius pagal komponentų pasiskirstymą tarp stacionarios ir judančios fazės.
• Centrifugavimas – spartina dalelių nusėdimą veikdama didesniu pagreičiu; naudinga biologiniuose ir koloidiniuose mišiniuose.
• Magnetinė separacija – skirta atskirti feromagnetines daleles nuo nemagnetinių.
• Membranų atskyrimas – osmozė, ultrafiltracija ir pan., dažnai naudojami vandens valymui ir pramonėje.

Praktinė reikšmė

Mišiniai yra visur: pramonėje (metalurgija, chemijos pramonė), maisto gamyboje (sūriai, padažai, emulijos), farmacijoje (vaistų formos), aplinkos apsaugoje (vandens ir oro valymas) bei kasdienėje buityje. Supratimas, kokio tipo mišinys yra nagrinėjamas ir kokios fizinės savybės vyrauja, leidžia pasirinkti tinkamus apdorojimo, atskyrimo ir analizės metodus.

Apibendrinant: mišinys yra dviejų ar daugiau elementų ir (arba) junginių visuma, kurie nėra chemiškai sujungti. Jie gali būti labai paprasti arba sudėtingi (koloidai, lydiniai, suspensijos), o jų savybės ir elgsena priklauso nuo sudedamųjų dalių pobūdžio, koncentracijos ir tarpusavio sąveikų.

Paieška pagal raidę