Le miscele sono diverse dalle sostanze pure come elementi e composti perché le miscele contengono sostanze diverse che sono combinate fisicamente ma non chimicamente. I singoli componenti in una miscela mantengono la loro identità.
Le miscele sono di due tipi: omogenee ed eterogenee. Una miscela omogenea ha una composizione ed un aspetto uniformi. Le singole sostanze che costituiscono una miscela omogenea non possono essere visivamente differenziate. D'altra parte, una miscela eterogenea comprende due o più sostanze che possono essere osservate distintamente, e anche separate relativamente facilmente.
Eterogeneo | Omogeneo | |
---|---|---|
Uniforme | No | sì |
Puoi vedere le parti | sì | No |
Può essere separato fisicamente | sì | No |
Esempi | Insalata, mix di sentieri | Olio d'oliva, acciaio, sale in acqua |
Legato chimicamente | No | No |
Tutte le miscele comprendono due o più sostanze pure (elementi o composti). La differenza tra una miscela e un composto è come gli elementi o le sostanze si combinano per formarli. I composti sono sostanze pure perché contengono solo un tipo di molecola. Le molecole sono fatte di atomi che si sono uniti. Ma in una miscela, elementi e composti sono entrambi trovati mescolati fisicamente ma no chimicamente-non si formano legami atomici tra le sostanze pure che costituiscono la miscela.
Ma indipendentemente dai legami atomici, le miscele possono diventare abbastanza coese. Comunemente chiamato soluzioni, miscele omogenee sono quelle in cui le sostanze si mescolano così bene da non poter essere viste individualmente in una forma distinta e distinta. La loro composizione è uniforme, cioè uguale per tutta la miscela. Questa uniformità è dovuta al fatto che i costituenti di una miscela omogenea si presentano nella stessa proporzione in ogni parte della miscela.
Al contrario, una miscela eterogenea è quella in cui le sostanze costitutive non sono distribuite uniformemente. Possono spesso essere visivamente distinti e anche separati in modo relativamente semplice, sebbene esistano molti metodi per separare anche le soluzioni omogenee.
Una visualizzazione per le differenze tra sostanze (composti, elementi) e miscele (sia omogenee che eterogenee).Esempi di miscele eterogenee sarebbero i cubetti di ghiaccio (prima che si sciolgano) in soda, cereali nel latte, vari condimenti su una pizza, condimenti nello yogurt gelato, una scatola di noci assortite. Anche una miscela di olio e acqua è eterogenea perché la densità dell'acqua e dell'olio è diversa, il che impedisce una distribuzione uniforme nella miscela.
Esempi di miscele omogenee sono i frappè, il succo vegetale miscelato, lo zucchero sciolto nel caffè, l'alcol nell'acqua e le leghe come l'acciaio. Anche l'aria che si trova nella nostra atmosfera è una miscela omogenea di vari gas e, a seconda della città in cui si vive, inquinanti. Molte sostanze, come il sale e lo zucchero, si sciolgono in acqua per formare miscele omogenee.
Ci sono tre famiglie di miscele: soluzioni, sospensioni e colloidi. Le soluzioni sono omogenee mentre sospensioni e colloidi sono eterogenei.
soluzioni sono miscele omogenee che contengono un soluto disciolto in un solvente, ad es. sale sciolto in acqua. Quando il solvente è acqua, è chiamato soluzione acquosa. Il rapporto tra la massa del soluto e il solvente è chiamato concentrazione della soluzione.
Le soluzioni possono essere liquide, gassose o anche solide. Non solo, i singoli componenti della soluzione possono essere diversi stati della materia. Il soluto assume la fase (solida, liquida o gassosa) del solvente quando il solvente è la frazione più grande della miscela.
Una sospensione è una miscela eterogenea che contiene particelle solide che sono abbastanza grandi per la sedimentazione. Le particelle solide non si dissolvono nel solvente ma sono sospese e fluttuano liberamente. Sono più grandi di 1 micrometro e sono solitamente abbastanza grandi per essere visibili ad occhio nudo. Un esempio è la sabbia nell'acqua. Una caratteristica fondamentale delle sospensioni è che le particelle sospese si depositano nel tempo se lasciate indisturbate.
I colloidi sono eterogenei come le sospensioni ma sembrano visivamente omogenei perché le particelle nella miscela sono molto piccole: da 1 nanometro a 1 micrometro. La differenza tra colloidi e sospensioni è che le particelle nei colloidi sono più piccole e che le particelle non si depositano nel tempo.
Soluzione | Colloide | Sospensione | |
---|---|---|---|
Omogeneità | Omogeneo | Eterogeneo a livello microscopico ma visivamente omogeneo | Eterogeneo |
Dimensione delle particelle | < 1 nanometer (nm) | 1 nm - 1 micrometro (μm) | > 1 μm |
Fisicamente stabile | sì | sì | Ha bisogno di agenti stabilizzanti |
Esibisce l'effetto Tyndall | No | sì | sì |
Separa per centrifuga | No | sì | sì |
Separa per decantazione | No | No | sì |
In una certa misura, si potrebbe dire (se si fosse pedanti) che la questione se una miscela sia omogenea o eterogenea dipende dalla scala a cui viene campionata la miscela.
Se la scala del campionamento è buona (piccola), potrebbe essere piccola come una singola molecola. In tal caso, qualsiasi campione diventerebbe eterogeneo perché può essere chiaramente delineato a quella scala. Allo stesso modo, se il campione è l'intera miscela, si potrebbe considerare abbastanza omogeneo.
Quindi, per rimanere pratici, usiamo questa regola per decidere se una miscela è omogenea: se la proprietà di interesse della miscela è la stessa indipendentemente da quale campione viene assunta per l'esame usato, la miscela è omogenea.