Смесь - Mixture
В химии , А смесь представляет собой материал , состоящий из двух или более различных химических веществ / веществ , которые не являются химически вместе взятыми. Смесь - это физическая комбинация двух или более веществ, идентичность которых сохраняется и которые смешиваются в форме растворов , суспензий и коллоидов .
Смеси - это один из продуктов механического смешивания или смешивания химических веществ, таких как элементы и соединения , без химического связывания или других химических изменений, так что каждое вещество-ингредиент сохраняет свои собственные химические свойства и состав. Несмотря на то, что в его составляющих нет никаких химических изменений, физические свойства смеси, такие как температура плавления , могут отличаться от свойств компонентов. Некоторые смеси можно разделить на компоненты с помощью физических (механических или термических) средств. Азеотропы - это один из видов смесей, который обычно создает значительные трудности в отношении процессов разделения, необходимых для получения их компонентов (физические или химические процессы или даже их смесь).
Характеристики смесей
Смеси можно охарактеризовать, будучи разъемным механическими средства например , Очистка , дистилляция , электролиз , хроматография , тепло , фильтрация , гравитационной сортировкой, центрифугирование и т.д. Смеси могут быть либо гомогенными или гетерогенной : смесь , в которой компоненты распределены равномерно называются однородной, например, соль в воде, иначе ее называют неоднородной, например, песок в воде.
Один из примеров смеси - воздух. Воздух представляет собой однородную смесь газообразных веществ азота, кислорода и меньшего количества других веществ. Соль, сахар и вещества растворяются в воде, образуя однородные смеси. Гомогенная смесь, в которой присутствуют как растворенное вещество, так и растворитель, также является раствором. Смеси могут содержать любое количество ингредиентов.
Смеси не похожи на химические соединения, потому что:
- Вещества в смеси можно разделить с помощью физических методов, таких как фильтрация, замораживание и дистилляция.
- При образовании смеси изменение энергии незначительно или отсутствует (см. Энтальпия смешения ).
- Смеси имеют переменный состав, а соединения - фиксированную, определенную формулу.
- При смешивании отдельные вещества сохраняют свои свойства в смеси, а если они образуют соединение, их свойства могут измениться.
В следующей таблице показаны основные свойства трех семейств смесей и примеры трех типов смесей.
Дисперсионная среда (фаза смеси) | Растворенная или дисперсная фаза | Решение | Коллоид | Подвеска (крупная дисперсия) |
---|---|---|---|---|
Газ | Газ | Газовая смесь: воздух ( кислород и другие газы в азоте ) | Никто | Никто |
Жидкость | Никто | Жидкий аэрозоль : туман , туман , пар , лаки для волос |
Спрей | |
Твердый | Никто | Твердый аэрозоль: дым , ледяное облако , частицы воздуха |
Пыль | |
Жидкость | Газ |
Решение : кислород в воде |
Жидкая пена : взбитые сливки , крем для бритья. |
Морская пена , пивная голова |
Жидкость | Решение: алкогольные напитки. |
Эмульсия : молоко , майонез , крем для рук. |
Винегрет | |
Твердый | Раствор: сахар в воде |
Жидкий золь : пигментные чернила , кровь |
Суспензия : грязь ( частицы почвы, взвешенные в воде), порошок мела, взвешенный в воде |
|
Твердый | Газ | Решение: водород в металлах |
Твердая пена: аэрогель , пенополистирол , пемза |
Пена: сухая губка |
Жидкость | Раствор: амальгама ( ртуть в золоте ), гексан в парафиновом воске. |
Гель : агар , желатин , силикагель , опал |
Влажная губка | |
Твердый | Решение: сплавы , пластификаторы в пластмассах |
Твердый золь: клюквенный стакан |
Глина , ил , песок , гравий , гранит |
Однородные и гетерогенные смеси
В химии , если объем гомогенной суспензии разделить пополам, в обеих половинах вещества будет суспендировано одинаковое количество материала. Пример однородной смеси - воздух .
В физической химии и материаловедении это относится к веществам и смесям, которые находятся в одной фазе . Это контрастирует с гетерогенным веществом .
Решение
Раствор представляет собой особый тип гомогенной смеси , где отношение растворенного вещества к растворителя остается неизменным в течение всего раствора , и частицы не видны невооруженным глазом, даже если гомогенизируют с несколькими источниками. В растворах растворенные вещества не оседают через какое-то время, и их нельзя удалить физическими методами, такими как фильтр или центрифуга . Как гомогенная смесь, раствор имеет одну фазу (твердая, жидкая или газообразная), хотя фаза растворенного вещества и растворителя может изначально отличаться (например, соленая вода).
Газы
Более конкретно воздух можно описать как газообразный раствор (кислород и другие газы, растворенные в основном компоненте, азоте). Поскольку взаимодействия между молекулами почти не играют роли, разбавленные газы образуют тривиальные растворы. В части литературы они даже не классифицируются как растворы. В газе межмолекулярное пространство наибольшее, а сила межмолекулярного притяжения наименьшая. Некоторыми примерами могут быть кислород, водород или азот. Воздух можно более конкретно описать как газы.
Различение типов смесей
Различие между гомогенными и гетерогенными смесями зависит от масштаба отбора проб. В достаточно грубом масштабе любую смесь можно назвать однородной, если позволить считать все изделие "образцом". В достаточно мелком масштабе любую смесь можно назвать гетерогенной, потому что образец может быть размером с одну молекулу. С практической точки зрения, если интересующие свойства смеси одинаковы, независимо от того, какой образец взят для исследования, смесь является гомогенной.
Теория выборки Гая количественно определяет неоднородность частицы как:
где , , , , и соответственно: гетерогенность й частицы населения, массовая концентрация собственности интереса к - й частица населения, массовая концентрация собственности интереса населения, масса й частицы в популяции, а средняя масса частицы в популяции.
Во время отбора проб из гетерогенных смесей частиц дисперсия ошибки отбора проб обычно не равна нулю.
Пьер Ги вывел из модели Пуассона выборки следующую формулу для дисперсии ошибки выборки в массовой концентрации в образце:
, в которой V представляет собой дисперсию ошибки выборки, N есть число частиц в популяции (до принятия образца), д я есть вероятность в том числе I - е частицу населения в образце (т.е. первого включение порядка вероятность в я - й частице), т я есть масса я - й частица населения и я это массовая концентрация собственности интереса в I - й частица населения.
Приведенное выше уравнение для дисперсии ошибки выборки является приближением, основанным на линеаризации массовой концентрации в образце.
В теории Gy правильный отбор проб определяется как сценарий отбора проб, в котором все частицы имеют одинаковую вероятность включения в пробу. Это означает, что q i больше не зависит от i и, следовательно, может быть заменено символом q . Уравнение Гая для дисперсии ошибки выборки принимает следующий вид:
где партии является то , что концентрация собственности интереса населения , из которого образец должен быть нарисованы и М партии масса населения , из которого образец должен быть нарисован.
Гомогенизация
Смотрите также
использованная литература
- ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) « смесь ». DOI : 10,1351 / goldbook.M03949