Что значит гомогенная смесь

Виды однородных смесей и способы их разделения

Однородные смеси в химии — определение понятия

Смесью в химии называют систему, содержащую два или более разных вещества, которые не реагируют друг с другом.

Концентрация веществ в смеси может меняться в широких пределах. В качестве примера смеси можно привести воздух в атмосфере. Он представляет собой смесь газов, в состав которой входят:

• кислород;
• азот;
• другие газы (аргон, углекислый газ и т. д.).

Компоненты смеси являются веществами, входящими в состав смеси.

Выделяют следующие классы смесей:

• однородные (гомогенные);
• неоднородные (гетерогенные).

Однородные (гомогенные) смеси — представляют собой смеси, в которых невооруженным глазом или через микроскоп не получится выявить компоненты, входящие в состав.

Примерами гомогенной смеси являются вода, в которой растворен сахар, а также воздух и превалирующая часть металлических сплавов. Все перечисленные вещества представляют собой однородные смеси.

Для приготовления однородной смеси можно добавить в стакан с водой какое-то количество сахара. В процессе интенсивного перемешивания такой массы сахар растворяется, а жидкость становится сладкой на вкус. В результате сахар не исчезает, а становится компонентом смеси. Однако происходят изменения, в результате которых кристаллы сахара невозможно рассмотреть даже с помощью мощного микроскопа. Полученная субстанция из сахара и воды представляет собой однородную смесь с равномерно перемешанными мельчайшими частицами данных веществ.

По-другому однородные смеси называют растворами. Это однородная смесь, состоящая из растворенного вещества и растворителя.

Однородные смеси отличаются по физическим свойствам. Определяющим фактором являются свойства составных компонентов. К примеру, вода кипит при 100 °C, а водный раствор соли может закипать при более высокой температуре. При охлаждении воды до температуры 0 °С, данное вещество трансформируется в лед. Раствор соли при аналогичных условиях сохраняет жидкое агрегатное состояние, а замерзание происходит при температуре ниже 0 °С.

Сплав из олова и свинца, который применяют для паяния, плавится при более низкой температуре по сравнению с чистыми металлами.

Однородной смесью также является раствор спирта и воды. Определение раствора применимо к смесям не только в жидком, но и в твердом или газообразном агрегатном состоянии.

Виды гомогенных смесей и способы их разделения

Классификация гомогенных смесей:

• смеси газообразных веществ;
• растворы;
• сплавы.

Воздух является гомогенной смесью газообразных веществ. Чистый воздух состоит из следующих компонентов:

• азот (с объемной долей 78%);
• кислород (21%);
• благородные газы — аргон и другие (0,96%);
• углекислый газ (0,04%).

Примерами однородных смесей газов являются природный газ и попутный нефтяной газ. Данные вещества состоят из газообразных углеводородов:

Еще одним примером газообразной смеси является биогаз, который представляет собой возобновляемый ресурс. Продукт образуется в процессе переработки бактериями материалов органического происхождения, которые расположены на свалках, очистных станциях, специализированных установках. Основным составным компонентом биогаза является метан с примесью таких веществ, как углекислый газ, сероводород, другие газообразные вещества. Биогаз помещают в специальные резервуары и используют в качестве топлива.

Растворами в распространенных случаях называют смеси веществ в жидком агрегатном состоянии. Однако термин распространяется и на газы, и на твердые вещества. В широком понимании, раствор представляет собой любую однородную смесь веществ.

Одним из самых ценных растворов природного происхождения является нефть. В результате переработки этой смеси получают следующие материалы:

• бензин;
• керосин;
• дизельное топливо;
• мазут;
• масляные смазки.

Перечисленные вещества являются смесями из разнообразных углеводородов.

Для приготовления раствора требуется вещество в виде жидкости, газа или твердого материала смешать с растворителем. Роль растворяющих компонентов могут играть вода, спирт, ацетон и другие подобные вещества. Получение нашатырного спирта, к примеру, основано на растворении в воде газообразного аммиака. Получить тинктуру йода можно путем растворения кристаллического йода в этиловом спирте (этаноле).

Сплавы представляют собой твердые растворы. Данные материалы получают путем обработки металлов. Состав сплава может включать большое количество разнообразных веществ. В современном мире высоко ценятся сплавы железа в виде чугуна и стали. В чугуне содержится свыше 2% углерода, а в стали — концентрация углерода меньше.

Другими распространенными составными компонентами железных сплавов являются:

С целью придания сталям каких-либо специфических свойств используют процесс легирования, то есть вводят в состав металла особые примеси. К примеру, сталь с повышенной ударопрочностью содержит марганец в высокой концентрации. В процессе выплавки нержавеющей стали в состав материала вводят добавку в виде хрома.

В современной промышленности активно используют сплавы алюминия. Такие материалы обладают легкостью и хорошими прочностными характеристиками. Сплавы алюминия, как правило, содержат следующие компоненты:

Человек достаточно давно использует медные сплавы, что известно из истории. Бронза представляет собой сплав меди с оловом, а латунь — сплав меди и цинка. Современные технологии металлургического производства допускают применение в выплавке медных сплавов и других металлов, в том числе, алюминия, никеля, свинца.

Какими методами можно такие смеси разделить

Существует несколько основных методов разделения гомогенных смесей:

• выпаривание (кристаллизация);
• дистилляция (перегонка);
• хроматография.

Метод выпаривания (кристаллизации) основан на различии в температурах, при которых можно наблюдать кипение растворителя и растворенного вещества. С помощью данной методики выделяют растворимые твердые вещества из раствора. В распространенных случаях технология выпаривания включает несколько стадий:

• помещение раствора в емкость из фарфора;
• нагрев смеси;
• регулярное перемешивание.

В процессе происходит постепенное испарение воды или другого растворителя. В результате на дне чаши остается твердое вещество.

Конденсация — является фазовым переходом вещества из состояния газа или пара в жидкое или твердое состояние.

В результате конденсации вещество, которое испарилось, к примеру, вода или другой растворитель, может быть собрано в виде конденсата на более холодной поверхности. Действие данного метода можно объяснить таким образом: при помещении холодного предметного стекла над выпаривательной чашей легко заметить на его поверхности воду в виде капель. По аналогичному принципу работает метод дистилляции (перегонки).

Смесь веществ нагревают, при этом компоненты при повышении температуры испаряются поочередно, начиная с самого легкокипящего. Пары компонента отводят и конденсируют, таким образом разделяют смесь.

В том случае, когда вещество, к примеру, сахар, в процессе нагрева разлагается, воду испаряют не полностью. После упаривания раствора до насыщенного состояния кристаллы сахара выпадают в осадок.

Возникают ситуации, когда необходимо удалить примеси из состава растворителей, например, очистить воду от соли. Тогда растворитель испаряют, а его пары собирают и конденсируют при понижении температуры. Данный метод разделения однородной смеси также носит название дистилляция, или перегонка.

В природном мире невозможно обнаружить чистую воду, не содержащую каких-либо примесей. Растворами солей в воде являются океаническая, морская, речная, колодезная, родниковая вода. Чистая вода без солей нередко используется в моторах автомобилей, на химических производствах, где получают разные вещества и растворы, при изготовлении фотографий. Такая вода является дистиллированной (полученной в результате дистилляции) и подходит для применения в лабораториях в процессе постановки разных химических экспериментов.

С помощью перегонки разделяют такие вещества, как:

• вода и спирт;
• нефть (в результате получают разные фракции: бензин, керосин и др.);
• ацетон и вода.

Хроматография — является способом разделения и исследования смесей веществ.

Данный метод основан на неодинаковых скоростях, с которыми распределяется изучаемое вещество между двумя фазами:

Неподвижная фаза в распространенных случаях является сорбентом с развитой поверхностью, то есть мелкодисперсным порошком. В качестве примера можно привести оксид алюминия или оксид цинка. Подвижная фаза представляет собой поток газа или жидкости. Поток подвижной фазы фильтруется при прохождении сквозь слой сорбента, либо движется вдоль слоя сорбента, к примеру, по поверхности фильтровальной бумаги.

Рассмотреть метод хроматографии на практике и получить хроматограмму можно, если смешать некоторое количество чернил. После нанесения капли смеси на фильтровальную бумагу следует в ее середину приливать по каплям чистую воду. При этом каждая капля вносится после впитывания предыдущей. Вода выполняет функцию элюэнта, с помощью которого изучаемое вещество переносится по сорбенту в виде пористой бумаги.

Вещества, являющиеся составными компонентами смеси, задерживаются бумагой неодинаково. Можно заметить, что одни из них хорошо удерживаются, а другие — впитываются труднее и в течение некоторого времени растекаются, соединяясь с водой. После недолгого ожидания наблюдатель начнет распознавать на листе красочную хроматограмму с пятнами одного цвета в центре и разноцветными концентрическими кольцами по кругу.

В синтезе органических веществ активно используют тонкослойную хроматографию. Преимущество данного метода заключается в максимально простом и высокочувствительном способе детектирования в виде визуального контроля. Пятна, которые невозможно визуально различить, проявляются с помощью разных реактивов, а также ультрафиолетового излучения или авторадиографии.

В исследованиях веществ органического и неорганического происхождения используют хроматографию на бумаге. Также известна колоночная хроматогра́фия , когда неподвижной фазой (сорбентом) наполняют специальные трубки — колонки, через которые пропускают подвижную фазу: жидкость (жидкостная хроматография) или газ (газовая хроматография).

Источник

Различия между гомогенными смесями и гетерогенными смесями

Содержание:

В различия между гомогенными смесями и гетерогенными смесями они зависят в основном от размера частиц его компонентов и от наблюдения за одной или несколькими материальными фазами (твердой, жидкой или газообразной).

Однородные смеси однородны, то есть состав их везде одинаков; в то время как гетерогенные смеси неравномерны, состав которых варьируется от точки к точке. В гомогенных смесях, кажется, есть один компонент (растворенное вещество и растворитель), но в гетерогенных мы легко визуализируем более двух компонентов.

Рассмотрим, например, миску с хлопьями, как на изображении ниже. На первый взгляд видны пончики (или петли) разного цвета. Когда добавляется молоко, мы получаем гетерогенную смесь молока и хлопьев, двух разных компонентов, которые не смешиваются друг с другом.

Они считаются несмешиваемыми, потому что не растворяют друг друга (если пончики не измельчены до мелкого порошка). С другой стороны, молоко представляет собой однородную смесь, поскольку, хотя оно состоит из многих питательных веществ, их невозможно увидеть без использования микроскопа.

Наблюдение за компонентами непосредственно глазами — это первое, что нужно сделать, чтобы оценить, является ли смесь однородной или неоднородной.

Однородные смеси

Гетерогенные смеси

Сочинение

Не однородный или неравномерный.

Фазы

Более двух материальных фаз.

Составные части

Его составные части нельзя увидеть невооруженным глазом.

Его составные части можно увидеть невооруженным глазом.

Смешиваемость

Растворенное вещество и растворитель смешиваются.

О растворенных веществах или растворителях речи не идет, поскольку они не смешиваются.

Примеры

Примеры: масло, морская вода, сплавы.

Примеры: каши с молоком, лед в напитке, паэлья.

Однородные смеси

характеристики

Гомогенные смеси, также называемые растворами или растворами, обладают следующими характеристиками:

-Они однородны по внешнему виду, поэтому в принципе имеют один цвет.

-Они имеют единую материальную фазу. То есть они полностью газообразные, жидкие или твердые, не имея одновременно более одного состояния вещества.

-Его компоненты не видны невооруженным глазом, потому что они очень маленькие.

-Они состоят из растворенных веществ и растворителя, которых обычно больше.

-Они стабильны при определенных температурах и давлениях. Если эти факторы изменятся, их однородность может «нарушиться».

— Растворенное вещество и растворитель взаимно растворяются, то есть смешиваются. В противном случае мы бы увидели две хорошо узнаваемые фазы (жидкость-жидкость, твердое тело-жидкость, жидкость-газ и т. Д.).

Фазы

Гомогенные смеси являются однородными благодаря тому, что они имеют одну фазу, в которой растворенное вещество и растворитель взаимодействуют друг с другом. Это взаимодействие настолько эффективно, что частицы растворенного вещества становятся очень маленькими в результате сольватации; то есть молекулы растворителя окружают растворенное вещество и не позволяют ему увеличиваться в размере, что затрудняет его осаждение или осаждение.

Обычно растворитель определяет фазу гомогенной смеси. Жидкий растворитель приведет к гомогенной жидкой смеси или раствору. Это, например, случай воды и ее водных растворов. Между тем, если растворитель является твердым, тогда гомогенная смесь будет твердой, компоненты или растворенное вещество которой будут растворены как часть того же однородного твердого вещества.

То же самое происходит с газообразным растворителем: у нас будет однородная газовая смесь.

Виды однородных смесей

Фазы образуют три типа гомогенных смесей:

-Жидкости (растворы или растворы)

-Твердые (твердые растворы)

-Газообразный (газированные растворы)

Однако гомогенные жидкие смеси или растворы, в свою очередь, делятся на следующие классификации в зависимости от количества растворенного в них растворенного вещества:

Эти три типа растворов зависят от растворимости растворенного вещества.

В насыщенных растворителях достигнуто максимальное количество растворенного вещества, которое он может растворить, поэтому он выпадает в осадок, и жидкость имеет концентрацию, богатую растворенными веществами. Между тем, в ненасыщенных растворах остается больше места для растворения большего количества растворенного вещества, имеющего относительно низкую концентрацию растворенного вещества.

С другой стороны, перенасыщенные растворы — это те, в которых растворитель имеет большее количество растворенного вещества, чем он может раствориться при нормальных условиях. Они метастабильны (временно стабильны) при определенных температурах и быстро переходят в насыщенные растворы.

Чем выше сродство растворенного вещества к растворителю, тем труднее будет насытить или перенасыщить растворы.

Примеры гомогенных смесей

Воздух

Воздух — это однородная смесь, состоящая из газообразного раствора. Азот, являющийся основным компонентом (примерно 78%), можно рассматривать как растворитель воздуха; в то время как кислород (21%), аргон (0,9%) и другие газы являются растворенными веществами, компонентами с наименьшей долей.

Морская вода

Морская вода — это однородная жидкая смесь или раствор, в котором растворено огромное количество солей.

Молочный шоколад

Молочный шоколад — это однородная смесь, в которой молоко будет растворителем, а шоколад (вместе с сахаром) — растворенным веществом.

Разноцветные очки

Цветные стекла представляют собой твердые однородные смеси или твердые растворы, в которых стекло является растворителем, а окрашенные оксиды металлов — растворенными веществами.

Сплавы

Сплавы, такие как бронза и латунь, также представляют собой твердые гомогенные смеси, в которых и растворитель, и растворенные вещества являются металлами.

Другие

• Кофе.
• Томатный суп.
• Апельсиновый сок.

Гетерогенные смеси

характеристики

Гетерогенные смеси, в отличие от гомогенных, обладают следующими характеристиками:

-Они имеют неровный или неоднородный вид, поэтому могут иметь различный цвет или рельеф.

-У них более двух материальных фаз. То есть одновременно может быть более двух твердых тел, жидкостей или газов.

-Его компоненты наблюдаются и дифференцируются невооруженным глазом.

-Мы не говорим о растворенных веществах или растворителях, а просто о компонентах или растворенных веществах, поскольку они не смешиваются. Следовательно, каждый компонент физически отделен от другого, тем самым сохраняя свои первоначальные свойства.

Например, в миске для хлопьев сладкие пончики, даже когда они влажные и размягченные в молоке, не претерпели каких-либо заметных химических изменений. То же самое и с молоком.

Фазы

Гетерогенные смеси содержат более одной материальной фазы. Следовательно, в нем мы увидим более одного физического состояния или более двух совершенно распознаваемых и различимых жидкостей, твердых тел или газов. Каждая фаза сохраняет свои первоначальные свойства, поскольку взаимодействия между компонентами смеси не так тесны, как в случае гомогенных смесей.

Например, в тарелке с хлопьями пончики представляют собой твердую фазу, а молоко — жидкую фазу. Поэтому говорят, что это смесь жидкость-твердое или твердое-жидкое, в зависимости от пропорции молока и пончиков.

В случае смеси масло-вода у нас будут две несмешивающиеся жидкости, которые образуют смесь жидкость-жидкость. Таким образом, есть две фазы: одна из нефти, а другая из воды, каждая со своими исходными химическими свойствами.

Смесь черного перца и соли станет твердо-твердой гетерогенной смесью, в которой оба компонента отличаются разницей в цвете.

Виды гетерогенных смесей

Подобно гомогенным смесям, фазы определяют типы существующих гетерогенных смесей. Бывают следующих видов:

И могут быть даже смеси, в которых мы видим три состояния вещества или множество материальных фаз (как в случае разноцветного или многослойного желатина).

Однако наиболее важными типами гетерогенных смесей являются суспензии (жидкость-твердые) и коллоиды.

Подвески

В суспензиях мы имеем твердые частицы, временно взвешенные в жидкости. Его фрагменты наблюдаются невооруженным глазом как помутнение. По прошествии времени под действием силы тяжести твердое вещество оседает, и суспензия «разрезается», оставляя сверху жидкость в виде надосадочной жидкости.

Примеры суспензий — смесь песка и воды и грязь.

Коллоиды

Коллоиды — это особый тип гетерогенной смеси. Они не говорят о жидкой, твердой или газообразной фазах, а о дисперсной («растворенное вещество») и диспергирующей («растворитель») фазах. Дисперсная фаза меньше, а диспергатор больше.

Каждая из фаз коллоидов может находиться в любом состоянии вещества. Таким образом, существует несколько типов коллоидов. Наиболее характерной чертой этого типа гетерогенных смесей является то, что они макроскопически однородны, то есть однородны. Однако при просмотре под микроскопом они кажутся неоднородными.

Зачем? Потому что рассеянные частицы хоть и маленькие, но достаточно большие, чтобы рассеивать падающий на них свет. Они стабильны, не осаждаются и поэтому ведут себя совсем не так, как суспензии.

Молоко, например, представляет собой коллоид, а точнее эмульсию (жир-вода). Следовательно, это неоднородная смесь, даже если она кажется нам однородной.

Примеры гетерогенных смесей

Паэлья

В паэлье мы имеем твердую неоднородную смесь, состоящую из риса, морепродуктов и рыбы, а также других приправ.

Соленья

В банках с рассолом мы видим много нарезанных овощей (оливки, маринады, морковь и т. Д.), Которые вместе с уксусом или солевым раствором образуют неоднородную твердо-жидкую смесь.

Пластилин

При замешивании пластилинов разного цвета сначала получается неоднородная смесь, пока их цвета полностью не смешаются и не потемнеют.

Облака

Облака — это газообразные коллоиды. В них микроскопические капли воды, окруженные пылью и другими частицами, подвешены в воздухе с плотностью, достаточной для рассеивания солнечного света в его характерной белизне.

Газированные напитки

Безалкогольные напитки имеют все три состояния вещества: сам напиток (жидкость), кубики льда (твердый) и пузырьки (газ).

Мозаика

Мозаики представляют собой своеобразное художественное произведение, которое выделяется разницей в цвете своих частей или камней.

Ссылки

1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия. (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
2. Дифференциатор. (н.д.). Гомогенная смесь и гетерогенная смесь. Получено с: Differenceator.com
3. Отдел естественных наук. (н.д.). Классификация материи. Получено с: juntadeandalucia.es
4. Википедия. (2020). Однородные и неоднородные смеси. Получено с: en.wikipedia.org
5. Хельменстин, Энн Мари, доктор философии (11 февраля 2020 г.). Разница между гетерогенными и однородными смесями. Получено с: thinkco.com
6. Toppr. (н.д.). Введение и что такое смесь? Получено с: toppr.com

Бромистоводородная кислота (HBr): строение, свойства, образование

Источник