Kas ir maisījums? Ķīmijas definīcija, veidi un piemēri

Uzzini, kas ir maisījums: definīcija, homogēni/heterogēni veidi, koloīdi, šķīdumi, piemēri un ikdienas lietojumi — vienkārši un saprotami.

Ķīmijā maisījums ir viela, kas sastāv no divām vai vairākām vienkāršākām vielām. Šīs vielas var būt ķīmiskie elementi vai savienojumi. Maisījumu var veidot šķidrumi, cietvielas vai gāzes.

Maisījums nav tas pats, kas savienojums, kas sastāv no diviem vai vairāk atomiem, kuri ir savienoti kopā. Piemēram, ūdeņraža un slāpekļa gāzu maisījums satur ūdeņradi un slāpekli, nevis amonjaka savienojumu, kas sastāv no ūdeņraža un slāpekļa atomiem.

Maisījumu, kura dažādās daļas var viegli atšķirt, sauc par heterogēnu, bet maisījumu, kurā tas nav iespējams, sauc par homogēnu. Trešo formu sauc par koloīdu.

Ja viena viela maisījumā izšķīst citā, to sauc par šķīdumu. Piemēram, ja cukuru ieber ūdenī, tas veido maisījumu, pēc tam izšķīst un kļūst par šķīdumu. Ja cukurs nešķīst, to sauc par suspensiju.

Cietvielas var būt arī maisījumi. Sakausējumi ir maisījumi. Daudzas augsnes un ieži ir dažādu minerālu maisījumi. Tādējādi maisījumu veido divi vai vairāki elementi un/vai savienojumi, kas nav ķīmiski apvienoti.

Papildus skaidrojums un jēdzieni

Maisījums ir viela, kurā komponenti saglabā savas ķīmiskās īpašības un nav ķīmiski saistīti viens ar otru. Maisījumi var būt vienfāzu (piem., sālsūdens šķīdums) vai daudzfāzu (piem., eļļa ūdenī), atkarībā no tā, vai komponenti veido atsevišķas fāzes.

Galvenie maisījumu veidi un piemēri

• Homogēni maisījumi (šķīdumi) — vienveidīgi visā apjomā, piemēri: gaiss (mixture of gases), cukura ūdens, jūras ūdens, sakausējumi (piem., bronza, misiņš).
• Heterogēni maisījumi — sastāvdaļas var redzēt vai atdalīt mehāniski, piemēri: smilts ūdenī, betons, eļļa ūdenī (sadalījums fāzēs).
• Koloīdi — starp homogēniem un heterogēniem: daļiņas ir pietiekami mazas, lai nešķistu acīm, bet pietiekami lielas, lai izraisītu gaismas izkliedi (Tindāla efekts). Piemēri: piens, krēms, migla, asins plazma.
• Suspensijas — cietas daļiņas izkliedētas šķidrumā, kas var nosēsties (piem., dubļains ūdens).
• Emulsijas — viens šķidrums dispersēts citā (piem., majonēze, piens).
• Aerosoli — cietas vai šķidras daļiņas gāzē (piem., dūmi, migla).

Sastāva raksturošana

Maisījuma sastāvu raksturo dažādi lielumi atkarībā no lietojuma:

• masas procenti (%),
• tilpuma procenti (%V/V),
• molfrakcija (x),
• molaritāte (M, mol/l),
• molalitāte (m, mol/kg),
• dažkārt arī daļas uz miljonu (ppm) vai uz miljardu (ppb) ļoti atšķirtu sastāvdaļu gadījumā.

Maisījumu atdalīšanas metodes

Jo komponenti nav ķīmiski saistīti, tos var atdalīt ar fiziskām metodēm. Biežākās metodes:

• Filtrācija — cietvielu daļiņu atdalīšana no šķidruma vai gāzes.
• Decantācija — šķidrumu vai nogulumu atdalīšana, noliecot konteineru.
• Centrifugēšana — paātrina denzāko daļiņu nosēšanos, plaši izmanto laboratorijās un medicīnā.
• Distilācija — šķidro komponentu atdalīšana pēc atšķirīgas viršanas temperatūras.
• Kristalizācija — sastāvdaļu atdalīšana, ļaujot vienam komponentam kristalizēties.
• Filtrēšana ar porainām membrānām un ultrafiltrācija — smalkāku daļiņu atdalīšana, tostarp koloīdos.
• Hrromatogrāfija — šķirošana atkarībā no adsorbcijas un mobilitātes, ļoti ietilpīga analītikā.
• Magnētiskā separācija — magnētisku daļiņu izņemšana no maisījuma.

Fizikālās īpašības un stabilitāte

Maisījuma īpašības (piem., blīvums, viršanas/kušanas temperatūra, krāsa, elektriskā vadītspēja) parasti ir atkarīgas no komponentu daudzuma un mijiedarbības. Stabilitāti ietekmē:

• daļiņu izmērs un forma,
• temperatūra un spiediens,
• šķīdības spēja un koncentrācija,
• emulgatori vai stabilizatori (piem., detergenti, olbaltumvielas),
• mehāniska iedarbība (maisīšana, uzbudināšana).

Piemēri un pielietojums ikdienā un rūpniecībā

• Gaiss — homogēns gāzu maisījums, kas satur slāpekli, skābekli, oglekļa dioksīdu un citas gāzes.
• Seawater — kompleksa šķīduma piemērs, satur sāļus un izšķīdušos gāzes.
• Sakausējumi (piem., tērauds, bronza) — izmanto būvniecībā un mašīnbūvē.
• Pārtikas produkti (piem., piens, majonēze) — koloīdi un emulijas ar specifiskām garšas un tekstūras īpašībām.
• Rūpnieciskās tehnoloģijas — atdalīšana un tīrīšana (ūdens attīrīšana, gāzu attīrīšana, farmaceitiskā ražošana).

Drošība un vide

Maisījumu īpašības un drošība atkarīga no to komponentiem. Bīstami maisījumi var būt uzliesmojoši, kodīgi vai toksiski. Atkritumu apsaimniekošanā bieži nepieciešama atsevišķa šķirošana un īpaša apstrāde, it īpaši, ja maisījumā ir smagi metāli, ķīmiskas atliekas vai bīstamas organiskās vielas.

Svarīgākais īsumā

• Maisījums — divu vai vairāku vielu kopums bez ķīmiskām saišu veidošanās starp komponentiem.
• Var būt homogēns, heterogēns vai koloīds.
• Komponentus var atdalīt ar fizikālām metodēm (filtrācija, distilācija, centrifugēšana u.c.).
• Sastāvu raksturo ar masu/tilpuma procentiem, molaritāti, molaļitāti, ppm utt.

Meklēt pēc burta