Was ist eine Mischung in der Wissenschaft?

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In der Chemie entsteht ein Gemisch, wenn zwei oder mehr vorhanden sind Substanzen werden so kombiniert, dass jeder Stoff seine eigene chemische Identität behält. Chemische Bindungen zwischen den Komponenten werden weder gelöst noch gebildet. Beachten Sie, dass, obwohl sich die chemischen Eigenschaften der Komponenten nicht geändert haben, eine Mischung neue physikalische Eigenschaften aufweisen kann, wie z Siedepunkt und Schmelzpunkt . Zum Beispiel ergibt das Mischen von Wasser und Alkohol eine Mischung, die einen höheren Siedepunkt und einen niedrigeren Schmelzpunkt als hat Alkohol (niedriger Siedepunkt und höherer Siedepunkt als Wasser).

SCHLUSSELERKENNTNISSE: Mischungen

• Ein Gemisch ist definiert als das Ergebnis der Kombination von zwei oder mehr Stoffen, so dass jeder seine chemische Identität behält. Mit anderen Worten, zwischen Komponenten einer Mischung findet keine chemische Reaktion statt.
• Beispiele sind Kombinationen aus Salz und Sand, Zucker und Wasser und Blut.
• Mischungen werden basierend auf ihrer Einheitlichkeit und der Partikelgröße der Komponenten im Verhältnis zueinander klassifiziert.
• Homogene Mischungen haben über ihr gesamtes Volumen eine einheitliche Zusammensetzung und Phase, während heterogene Mischungen nicht einheitlich erscheinen und aus unterschiedlichen Phasen (z. B. Flüssigkeit und Gas) bestehen können.
• Beispiele für Arten von Mischungen, die durch die Teilchengröße definiert sind, schließen Kolloide, Lösungen und Suspensionen ein.

Beispiele für Mischungen

• Mehl und Zucker können kombiniert werden, um eine Mischung zu bilden.
• Zucker und Wasser bilden eine Mischung.
• Murmeln und Salz können kombiniert werden, um eine Mischung zu bilden.
• Rauch ist eine Mischung von fest Partikel und Gase.

Arten von Mischungen

Es gibt zwei große Kategorien von Mischungen heterogene und homogene Mischungen . Heterogene Mischungen sind nicht in der gesamten Zusammensetzung einheitlich (z. B. Kies), während homogene Mischungen dieselbe Phase und Zusammensetzung haben, unabhängig davon, wo Sie sie beproben (z. B. Luft). Die Unterscheidung zwischen heterogenen und homogenen Gemischen ist eine Frage der Vergrößerung oder des Maßstabs. Beispielsweise kann sogar Luft heterogen erscheinen, wenn Ihre Probe nur wenige enthält Moleküle , während eine Tüte mit gemischtem Gemüse homogen erscheinen kann, wenn Ihre Probe eine ganze LKW-Ladung davon ist. Beachten Sie auch, dass eine Probe, selbst wenn sie aus einem einzigen Element besteht, eine heterogene Mischung bilden kann. Ein Beispiel wäre eine Mischung aus Bleistiftmine und Diamanten (beide Kohlenstoff). Ein anderes Beispiel könnte eine Mischung aus Goldpulver und Nuggets sein.

Neben der Einstufung als heterogen oder homogen, Mischungen kann auch nach der Partikelgröße der Komponenten beschrieben werden:

Lösung: Eine chemische Lösung enthält sehr kleine Partikelgrößen (weniger als 1 Nanometer im Durchmesser). Eine Lösung ist physikalisch stabil und die Komponenten können nicht durch Dekantieren oder Zentrifugieren der Probe getrennt werden. Beispiele für Lösungen sind Luft (Gas), gelöster Sauerstoff in Wasser (flüssig) und Quecksilber in Goldamalgam (fest), Opal (fest) und Gelatine (fest).

Kolloid: EIN Kolloidale Lösung erscheint mit bloßem Auge homogen, aber Partikel sind unter Mikroskopvergrößerung erkennbar. Partikelgrößen reichen von 1 Nanometer bis 1 Mikrometer. Kolloide sind wie Lösungen physikalisch stabil. Sie zeigen den Tyndall-Effekt. Kolloidbestandteile können nicht mit getrennt werden Dekantieren , kann aber durch isoliert werden Zentrifugation . Beispiele für Kolloide sind Haarspray (Gas), Rauch (Gas), Schlagsahne (flüssiger Schaum), Blut (flüssig),

Suspension: Partikel in einer Suspension sind oft groß genug, dass die Mischung heterogen erscheint. Stabilisatoren sind erforderlich, um zu verhindern, dass sich die Partikel trennen. Wie Kolloide weisen Suspensionen die auf Tyndall-Effekt . Suspensionen können entweder durch Dekantieren oder Zentrifugieren getrennt werden. Beispiele für Suspensionen umfassen Staub in Luft (Feststoff in Gas), Vinaigrette (Flüssigkeit in Flüssigkeit), Schlamm (Feststoff in Flüssigkeit), Sand (miteinander vermischte Feststoffe) und Granit (miteinander vermischte Feststoffe).

Beispiele, die keine Mischungen sind

Nur weil Sie zwei Chemikalien miteinander mischen, erwarten Sie nicht, dass Sie immer eine Mischung erhalten! Wenn eine chemische Reaktion stattfindet, ändert sich die Identität eines Reaktanten. Das ist keine Mischung. Die Kombination von Essig und Backpulver führt zu einer Reaktion, bei der Kohlendioxid und Wasser entstehen. Du hast also keine Mischung. Auch die Kombination einer Säure und einer Base ergibt keine Mischung.

Quellen

• De Paula, Julio; Atkins, P.W. Physikalische Chemie von Atkins (7. Aufl.).
• Petrucci R. H., Harwood W. S., Herring F. G. (2002). Allgemeine Chemie, 8. Aufl . New York: Prentice-Hall.
• Weast R. C., Hrsg. (1990). CRC Handbuch der Chemie und Physik . Boca Raton: Chemical Rubber Publishing Company.
• Whitten K. W., Gailey K. D. und Davis R. E. (1992). Allgemeine Chemie, 4. Aufl . Philadelphia: Saunders College Publishing.