Was ist eine Mischung in der Wissenschaft?

In der Chemie bildet sich ein Gemisch, wenn zwei oder mehr Substanzen so kombiniert werden, dass jede Substanz ihre eigene chemische Identität behält. Chemische Bindungen zwischen den Komponenten werden weder gebrochen noch gebildet. Beachten Sie, dass ein Gemisch trotz unveränderter chemischer Eigenschaften der Komponenten möglicherweise neue physikalische Eigenschaften wie Siedepunkt und Schmelzpunkt aufweist. Zum Beispiel ergibt das Mischen von Wasser und Alkohol ein Gemisch, das einen höheren Siedepunkt und einen niedrigeren Schmelzpunkt als Alkohol aufweist (niedrigerer Siedepunkt und höherer Siedepunkt als Wasser)..

Key Takeaways: Mischungen

• Eine Mischung ist definiert als das Ergebnis der Kombination von zwei oder mehr Substanzen, so dass jede ihre chemische Identität beibehält. Mit anderen Worten findet keine chemische Reaktion zwischen Bestandteilen eines Gemisches statt.
• Beispiele hierfür sind Kombinationen aus Salz und Sand, Zucker und Wasser sowie Blut.
• Gemische werden basierend auf ihrer Homogenität und der Partikelgröße der Komponenten im Verhältnis zueinander klassifiziert.
• Homogene Gemische haben über ihr gesamtes Volumen eine einheitliche Zusammensetzung und Phase, während heterogene Gemische nicht einheitlich erscheinen und aus verschiedenen Phasen bestehen können (z. B. Flüssigkeit und Gas)..
• Beispiele für Arten von Gemischen, die durch die Teilchengröße definiert sind, umfassen Kolloide, Lösungen und Suspensionen.

Beispiele für Gemische

• Mehl und Zucker können zu einer Mischung kombiniert werden.
• Zucker und Wasser bilden eine Mischung.
• Murmeln und Salz können zu einer Mischung kombiniert werden.
• Rauch ist eine Mischung aus festen Partikeln und Gasen.

Arten von Gemischen

Zwei breite Kategorien von Gemischen sind heterogene und homogene Gemische. Heterogene Gemische sind in der gesamten Zusammensetzung nicht einheitlich (z. B. Kies), während homogene Gemische die gleiche Phase und Zusammensetzung aufweisen, unabhängig davon, wo Sie sie probieren (z. B. Luft). Die Unterscheidung zwischen heterogenen und homogenen Gemischen ist eine Frage der Vergrößerung oder des Maßstabs. Zum Beispiel kann sogar Luft heterogen erscheinen, wenn Ihre Probe nur wenige Moleküle enthält, während ein Beutel mit gemischtem Gemüse homogen erscheint, wenn Ihre Probe eine ganze Lastwagenladung voll davon ist. Beachten Sie auch, dass eine Probe, selbst wenn sie aus einem einzelnen 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.

Gemische können nicht nur als heterogen oder homogen eingestuft werden, sondern auch anhand 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 (Flüssigkeit) und Quecksilber in Goldamalgam (Feststoff), Opal (Feststoff) und Gelatine (Feststoff)..

Kolloid: Eine kolloidale Lösung erscheint mit bloßem Auge homogen, unter der Mikroskopvergrößerung sind jedoch Partikel erkennbar. Die Partikelgrößen reichen von 1 Nanometer bis 1 Mikrometer. Kolloide sind wie Lösungen physikalisch stabil. Sie zeigen den Tyndall-Effekt. Kolloidkomponenten können nicht durch Dekantieren abgetrennt werden, sondern können durch Zentrifugieren isoliert werden. Beispiele für Kolloide sind Haarspray (Gas), Rauch (Gas), Schlagsahne (flüssiger Schaum), Blut (flüssig)., 

Suspension: Teilchen in einer Suspension sind oft groß genug, dass die Mischung heterogen erscheint. Stabilisierungsmittel sind erforderlich, um eine Trennung der Partikel zu verhindern. Suspensionen zeigen wie Kolloide den Tyndall-Effekt. Suspensionen können entweder durch Dekantieren oder Zentrifugieren getrennt werden. Beispiele für Suspensionen sind Staub in Luft (fest in Gas), Vinaigrette (flüssig in Flüssigkeit), Schlamm (fest in Flüssigkeit), Sand (zusammengemischte Feststoffe) und Granit (gemischte Feststoffe)..

Beispiele, die keine Mischungen sind

Erwarten Sie nicht, dass Sie immer eine Mischung erhalten, nur weil Sie zwei Chemikalien miteinander mischen! Wenn eine chemische Reaktion auftritt, ändert sich die Identität eines Reaktanten. Dies ist keine Mischung. Das Kombinieren von Essig und Backpulver führt zu einer Reaktion, bei der Kohlendioxid und Wasser entstehen. Sie haben also keine Mischung. Das Kombinieren einer Säure und einer Base ergibt ebenfalls keine Mischung.

Quellen

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