13 лучших примеров гетерогенных смесей
Смеси образуются, когда два или более соединения, или элементов объединяются вместе, не участвуя в химическом изменении. Каждый компонент в смеси сохраняет свои химические свойства и состав.
Ученые различают два типа смесей: гомогенные и гетерогенные. Последняя представляет собой смесь с неоднородным составом. Отдельные вещества, составляющие гетерогенную смесь, можно обнаружить, потому что они не смешиваются равномерно.
Фактически, гетерогенную смесь можно разделить на отдельные компоненты физическим или химическим способом. Эти смеси всегда имеют более одной фазы, причем состав меняется от одной области к другой.
Гетерогенные смеси в дальнейшем можно разделить на категории:
- Суспензии: содержат частицы, которые оседают, если их не трогать.
- Коллоиды: частицы диспергированы и равномерно распределены по дисперсионной среде.
В химии гетерогенные и гомогенные смеси не всегда постоянны: они могут меняться с течением времени. Например, человеческая кровь содержит много разных веществ, но невооруженным глазом кажется однородной. Однако, если вы посмотрите под микроскопом, вы можете наблюдать распределение различных твердых частиц, таких как тромбоциты, белые и красные кровяные тельца. В этом контексте кровь представляет собой неоднородную смесь.
Чтобы лучше объяснить эту тему, мы перечислили некоторые из наиболее распространенных примеров гетерогенных смесей.
13. Грязная вода
Тип: Суспензия
Если вы положите немного грязной воды в ведро и оставите его в покое на один или два дня, грязь осядет, оставив смесь с гораздо меньшим количеством грязи в верхней части ведра, чем в нижней. Жидкость проходит через фильтр, оставляя за собой твердые частицы грязи.
12. Золотая Золь
Тип: Коллоидный
Золь - это коллоид, состоящий из крошечных твердых частиц в непрерывной жидкой среде. Золотые золи - это наночастицы золота в жидкости, обычно в воде. Их получают путем кипячения раствора тетрахлороиновой кислоты с восстановителем.
Смесь либо сине-пурпурная (когда задействованы сферические частицы размером более 100 нанометров), либо ярко-красная (когда задействованы более мелкие наночастицы). Благодаря своим уникальным электронным и оптическим свойствам наночастицы коллоидного золота являются предметом значительных исследований с потенциальным применением в различных областях, от материаловедения до биомедицины.
11. Раствор гашеной извести
Тип: Суспензия
Гашеная известь - это неорганическое соединение, называемое гидроксидом кальция. Она образуется при гашении или смешивании негашеной извести (оксида кальция) с водой. Широко используется в пищевой промышленности:
- Для осветления сырого сока из сахарной свеклы или сахарного тростника.
- Для обработки воды для безалкогольных и алкогольных напитков.
- Для обогащения апельсинового сока и других морсов.
При смешивании с водой часть гашеной извести растворяется, образуя раствор, называемый известковой водой. Остальное остается в виде суспензии, известной как известковое молоко.
10. Бетон
Тип: Коллоидный
Бетон - это строительный материал, состоящий из цемента, мелко - и крупнозернистых заполнителей. Когда он смешивается с водой, смесь образует жидкую суспензию, которую можно легко вылить и отлить в форму.
Он ведет себя как коллоид. Высокая вязкость и плотность смеси препятствуют осаждению цементных зерен и способствуют развитию коллоидного поведения.
9. Крем для бритья
Тип: Коллоидный
Крем для бритья представляет собой неоднородную смесь двух разных фаз веществ. Дисперсная фаза - газ, а дисперсная среда - жидкость (пена - это газ, диспергированный в жидкости).
Большинство кремов для бритья состоят из 20-30% мыла и до 10% смягчающих веществ, эмульгаторов, глицерина и пенообразователей. Разбавленные кремы (аэрозоли) выпускаются из баллончиков под давлением с помощью углеводородных пропеллентов.
8. Шоколадное печенье
Тип: Суспензия
Печенье с шоколадной крошкой - простой пример неоднородной смеси. Хотя шоколад разложен и смешан с тестом, очень легко указать, где находится шоколад, а где тесто.
Тесто - это в основном суспензия твердых частиц в вязкой жидкости. Поскольку шоколад смешивается с тестом неравномерно, иногда вы получаете часть, в которой много шоколада, а иногда - порцию, в которой почти нет шоколада.
7. Лак для ногтей
Тип: Коллоидный
Лак для ногтей содержит несколько органических полимеров и других компонентов, диаметр которых составляет примерно от 1 до 1000 нанометров. Сочетание определенных компонентов придает лаку для ногтей его неповторимую текстуру и цвет.
Более конкретно, он изготовлен из пленкообразующего полимера, растворенного в летучем органическом растворителе. Обычно это раствор нитроцеллюлозы в этилацетате или бутилацетате. Загустители, такие как гекторит стеаралкония, также добавляются для удержания искрящихся частиц в суспензии во время нахождения в бутылке.
6. Открытая банка газировки
Тип: Коллоидный
Газировка в закрытой бутылке имеет однородный состав, но как только она открыта, в жидкости начинают появляться пузырьки. Хотя вода, сахар и ароматизаторы образуют химический раствор, пузырьки в напитке неравномерно распределяются по жидкости. Поэтому открытую бутылку с газировкой можно рассматривать как неоднородную смесь.
В большинстве случаев эти пузырьки образуются из-за карбонизации. Объем растворенного в жидкости углекислого газа зависит от давления. Когда бутылка открыта, давление внезапно падает, и из раствора быстро выходит газ, образуя пузырьки, которые поднимаются на поверхность.
Промышленная газированная вода обычно содержит небольшое количество бикарбоната натрия, хлорида натрия, цитрата натрия, сульфата калия, цитрата калия или бикарбоната калия, в зависимости от вкусового профиля продукта.
5. Молочко магнезии
Тип: Суспензия
Молоко магнезии представляет собой белую, вязкую, слабощелочную смесь гидроксида магния (8%) и воды. Гидроксид магния встречается в природе в виде минерала бруцита.
Эта неоднородная смесь обычно используется как слабительное для облегчения эпизодических запоров, кислотности желудка и несварения желудка. Она работает путем втягивания воды в кишечник, эффект, который вызывает движение кишечника.
4. Железная руда
Тип: Коллоидный
Железные руды - это минералы и горные породы, из которых извлекается металлическое железо. Руды всегда содержат оксиды железа и различаются по цвету от ржаво-красного и темно-фиолетового до темно-серого и ярко-желтого.
В природе железо в основном находится в форме магнетита (содержит 72,4% железа) и гематита (содержит 69,9% железа). Это сырье используется для производства чугуна, промежуточного продукта в производстве стали.
3. Гранит
Тип: Коллоидный
Гранит - это светлая магматическая порода, которая в основном состоит из трех минералов: кварца, щелочного полевого шпата (содержит кремнезем и глинозем) и плагиоклаза (содержит кальций и натрий). Он также содержит небольшое количество биотитовой слюды и роговой обманки.
Большинство минералов в породе достаточно большие, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Они хорошо различимы (каждый цвет - отдельный минерал).
Гранит образуется из магмы и является наиболее распространенной магматической породой на поверхности Земли. Из него делают различные предметы, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, например напольную плитку, ступени лестниц, брусчатку и строительный шпон.
2. Облака
Тип: Коллоидный
Облака - это масса кристаллов льда или капель воды, находящихся во взвешенном состоянии в атмосфере. Они образуются, когда вода конденсируется в небе. Они видны в тропосфере, стратосфере и мезосфере Земли.
Поскольку облака содержат все виды дыма, пыли, сажи, льда, водяного пара, микроорганизмов и химикатов, они являются разнородными смесями. Они также являются примером аэрозолей, в которых небольшие капли жидкости рассеиваются в газе (воздухе).
1. Смесь воды и масла
Тип: Коллоидный
Молекулы воды полярны: один конец молекулы имеет положительный заряд, а другой - отрицательный, что позволяет молекулам воды связываться. Они удерживаются вместе прочными водородными связями.
Однако масла и жиры неполярны. Они должны были бы разорвать водородные связи, чтобы раствориться в воде. Кроме того, неполярные молекулы хорошо смешиваются только с другими неполярными молекулами. Благодаря этим причинам молекулы воды притягиваются друг к другу, а молекулы масла слипаются, образуя в смеси отдельные слои.
Этот тип смеси является прекрасным примером эмульсии - суспензии двух жидкостей, которые обычно не смешиваются. Эмульсия представляет собой тип коллоида, который содержит мелкие частицы, взвешенные в другом несмешивающемся (несмешиваемом) веществе.
Когда вода и масло смешиваются и встряхиваются, они образуют мутную суспензию. Когда она находится в состоянии покоя некоторое время, плотно упакованные молекулы воды опускаются на дно, а масло остается на поверхности воды.