MAISĪJUMS: SASTĀVDAĻAS, VEIDI, ATDALĪŠANAS METODES, PIEMĒRI - KULTŪRAS VĀRDNĪCA - 2025

Maisījums ir no diviem vai vairākiem materiāliem, vielu, vai savienojumu kombinācija. Attiecībā uz ķīmiju un fiziku tiek pieņemts, ka minētā maisījuma komponenti nedrīkst savstarpēji reaģēt, jo laika gaitā to sastāvs un īpašības mainītos; tāpēc tiem jābūt stabiliem pieņemamu laiku (stundas, dienas, nedēļas, gadi).

Maisījumi ir visur un visās zināšanu jomās; daži ir ideoloģiski, citi - hroniski vai dabiski. Mēs tos varam atrast virtuvē ne tikai pārtikas produktos, kas paši par sevi ir cieti un neviendabīgi maisījumi, bet tajos pašos materiālos - koka galds, glāzes, krūzes ar sulām un citi ēdami vai nederīgi priekšmeti.

Kausi šokolādes bezē, tāpat kā visi deserti, ir ikdienas maisījumu piemēri. Avots: Pxhere.

Maisījumi ir atrodami arī zobu pastā, mutes skalošanas līdzeklī, skūšanās krēmā, ziepju batoniņos, tīrīšanas līdzekļos vai tualetes smaržās; pat mūsu fizioloģiskie atkritumi ir pienācīgā mērā. Cilvēka ķermenis ir izgatavots no dažādu veidu maisījumu kopuma, kas ir līdzsvaroti koordinēts.

Maisījuma sarežģītību ir iespējams palielināt tik daudz, cik to ļauj mūsu iztēle; komponentu skaits, iesaistītās fāzes, to mijiedarbība ar apkārtni. Tāpēc, lai pirmo reizi pievērstos šai koncepcijai, mēs vienmēr sākam no tipiskiem maisījumiem, kas atrodami laboratorijā vai ikdienas, pagātnes vai mūsdienu dzīvē.

Ūdens ir ideāls līdzeklis, lai izskaidrotu, kas ir maisījums, jo tas spēj izšķīdināt daudz cietvielu vai šķidrumu. Izmantojot to, ir aprakstīts, no kā sastāv šķīdinātājs, izšķīdināts viela, daļiņu lielums, iegūtā šķīduma viendabīgums vai neviendabīgums. Un tad, dodoties tālāk, kļūst skaidrs, ka jebkurš šķidrums, ciets vai gāze var darboties kā šķīdinātājs.

Maisījuma sastāvdaļas

Lai gan ir simtiem tūkstošu maisījumu, to sastāvdaļas var reducēt un klasificēt tikai divos veidos: šķīdinātājā vai izšķīdinātajā.

Šķīdinātājs

Sākumā tika dots šķīdinātāja piemērs: ūdens. Patiesībā to laba iemesla dēļ sauc par universālu šķīdinātāju (vai šķīdinātāju). Pēc tam var domāt, ka šķīdinātājam obligāti jābūt šķidram, lai tas izšķīdinātu cietās vielas vai gāzes, kas ar to mijiedarbojas; tomēr šāds apgalvojums ir nepareizs.

Šķīdinātājs ir vide, kas spēj “uzņemt” cietās vielas, vielas, savienojumus vai materiālus, kas tam pievienoti; un tāpēc tam parasti ir visaugstākais sastāvs (lai tas būtu bagātīgāks) maisījumā. Piemēram, izšķīdušo sāļu daudzums okeānos ir ārkārtīgi liels, bet salīdzinājumā ar kopējo ūdens masu tie ir bāli.

Ja šķīdinātājs ir vide, tas nozīmē, ka tam ne vienmēr jābūt šķidram; tā var būt arī cieta viela vai pat gāze. Tāpat šķīdinātājam nav jābūt no viena materiāla (tikai ūdens), bet to var pats apstrādāt maisījumā (ūdens un spirts vienādās proporcijās).

Starp citiem izplatītākajiem šķīdinātājiem cita starpā var minēt ledus etiķskābi, sāļus vai izkausētus metālus, toluolu, hloroformu, benzīnu, slāpekli, gaisu, mezoporu veidus.

Apņēmīgs

Šķīdinātājs ir vienkārši tas, kas tiek pievienots vai izšķīdināts minētajā šķīdinātājā (vielas, savienojumi utt.). Tā fiziskais stāvoklis var būt jebkurš, kaut arī cietais materiāls ir visizplatītākais un novērojamākais. Turklāt to raksturo tas, ka attiecībā uz šķīdinātāju tas ir mazāks (tas ir mazāk bagātīgs); kaut arī tam ne vienmēr jābūt tādam. Šajā piemērā šķīdinātājs ir ūdens, bet izšķīdinātais ir sāls:

Sajaukšanas veidi

Pieņemsim, ka A ir šķīdinātājs, un B ir izšķīdināts. Ja A un B tiek sajaukti vai apvienoti, tie radīs maisījumu (A + B). Minēto maisījumu var klasificēt pēc tā materiāla stāvokļa (šķidrums, gāze vai ciets), pēc tā izskata (viendabīgs vai neviendabīgs) vai pēc izšķīdušo daļiņu lieluma (suspensija, koloīds vai šķīdums).

Visas šīs klasifikācijas ir savstarpēji saistītas, bet maisījumi tiks apskatīti, ņemot vērā to izskatu, vienlaikus atsaucoties arī uz to daļiņu lielumu.

Viendabīgs

Ūdens glāze, viendabīgs maisījums

Homogēns maisījums ir tāds, kas neapbruņotu aci veido vienu fāzi un kuru gravitācijas iedarbības dēļ pats nevar atdalīt. Tāpēc tā daļiņas ir pārāk mazas, lai cilvēka acs tās varētu novērtēt.

Šķīdumi un koloīdi nonāk šāda veida maisījumos, kas atšķiras pēc izšķīdušo daļiņu lieluma. Visi risinājumi ir viendabīgi.

Heterogēns

Heterogēns eļļas un ūdens maisījums

Heterogēns maisījums ir tāds, kas ar neapbruņotu aci uzrāda vairāk nekā divas fāzes, kā arī nevienmērīgu tā daļiņu sadalījumu, kas novērots molekulārā mērogā. Tāpēc tas var būt dažādu krāsu cietvielu vai gāzu vai nesajaucamu šķidrumu maisījums. Koloīdi, īpaši emulsijas un suspensijas, nonāk šāda veida maisījumos.

Tāpēc ir viendabīgi koloīdi, piemēram, mākoņi, un neviendabīgi, piemēram, majonēze, kas redzama mikroskopā, un ūdens ar emulģētu eļļu. Tomēr visi koloīdi ir neviendabīgi, tos aplūkojot mikroskopā vai mikrometra skalā.

Maisījumu atdalīšanas metodes

Maisījuma A + B sastāvdaļas (šķīdinātāju un izšķīdušo vielu) var atdalīt atkarībā no tā, kāda veida maisījums tas ir, un no tā materiāla stāvokļa.

Iztvaikošana

Ūdens iztvaiko no virtuves trauka. Vidralta, no Wikimedia Commons

Iztvaicē šķīdumiem, uzliekot siltumu tā, lai šķīdinātājs nokļūtu gāzes fāzē un izšķīdinātā viela paliek nosēdināta uz tvertnes sienām. To novēro jūras ūdens spainī: tiklīdz ūdens iztvaiko, baltie sāļi paliks apakšā.

Destilācija

Destilāciju izmanto, ja nevēlaties atbrīvoties no šķīdinātāja, bet gan to atgūt. Tomēr galvenais destilācijas veids ir atdalīt šķīdumu, kas sastāv no šķidrumu maisījuma; tas ir, ja izšķīdinātā viela ir arī šķidra. Piemēram, ūdens un acetona maisījumu destilē, lai iegūtu acetonu ar zemāku viršanas temperatūru.

Filtrēšana

Filtrēšanai nepieciešams filtrpapīrs vai poraina virsma, kas ļauj šķidrumam iziet cauri, bet kura poras ir pietiekami mazas, lai noturētu cietvielu.

Filtrēšana ir īpaši noderīga suspensiju atdalīšanai, ja ir vajadzīgs laiks, lai cietās daļiņas nogultu līdz apakšai. Ķīmijā tas ir solis pēc nokrišņu reakcijas.

Dekantēšana

Atdalošā piltuve

Kad tas ir šķidrums-ciets maisījums, pagaidiet, kamēr cietā viela nogulsnējas apakšā (atbilstoši tā blīvumam un daļiņu lielumam), ielejiet šķidrumu citā traukā, rūpējoties, lai cietā viela nekustas fons.

Tikmēr šķidruma-šķidruma maisījumos (neviendabīgi) tiek izmantota slavenā dalāmpiltuve (līdzīga bumbierim vai aizkulisēm). Blīvākais šķidrums tiek pārsūtīts caur šauru sprauslu apakšā, un mazāk blīvs - caur plašu muti augšpusē (kur vāciņš iet).

Izsijāšana

Sijāšana ir filtrēšana, bet cietiem-cietiem (neviendabīgiem) maisījumiem. Pateicoties šai metodei, dažāda lieluma graudus vai akmeņus atdala, izmantojot sietu vai sietu.

Sublimācija

Kad viens no cietā-cietā maisījuma komponentiem ir gaistošs, tas ir, tas pāriet gāzveida stāvoklī, vispirms nekausējot vai neizkausējot, tad tas tiek uzkarsēts un tā attīrītie kristāli tiek nogulsnēti uz aukstas virsmas, atstājot aiz maisījuma bez sublimējamā komponenta.

Kristalizācija

Cietu un cietu maisījumu izšķīdina piemērotā šķīdinātājā tā, lai atkarībā no katras izšķīdušās vielas šķīdības šķīdinātājā tos varētu atdalīt ar temperatūras un dzesēšanas darbību. Tādējādi, karstajam maisījumam atdziestot, katrs izšķīdinātais materiāls izkristalizējas atsevišķi, kas ļauj tā kristāliem filtrēties.

Centrifugēšana

Centrifugējot, koloīdi, gravitācijas un paātrinājuma ietekmē, atdalās no to komponentiem (izkliedētā fāze un koloīdu disperģējošā fāze). To izmanto, ja filtrēšana nav iespējama, jo daļiņas ir pārāk mazas un iekļūst porainā vidē, kā arī šķīdinātājā vai disperģēšanas fāzē.

Maisījumu piemēri

-Amalgams (ciets šķīdums)

-Cements (viendabīgs ciets maisījums)

-Zobu pasta (koloīds, bet viendabīgs ar neapbruņotu aci)

-Gāzētie dzērieni (šķīdumi)

- smiltis (neviendabīgs maisījums)

- Labība ar pienu (neviendabīgs maisījums)

- rīsu čiča ar šokolādes skaidiņām (neviendabīgs maisījums ar suspendētām skaidiņām)

-Asinis (koloīds, bet viendabīgs ar neapbruņotu aci)

-Želatīns (cietā-šķidrā koloīds)

-Plastmasas (ciets šķīdums)

-Bērs (risinājumi)

-Orīns (šķīdums)

-Gaiss (gāzveida šķīdums)

-Putekļi gaisā (balstiekārta)

-Piens (koloīds un emulsija)

-Krāsains stikls (ciets šķīdums)

-Mud (apturēšana)

-Galvas ūdenī (suspensija)

-Melna kafija (šķīdums)

-Kauli (neviendabīgs maisījums)

-Krāsas (koloīdi vai suspensijas atkarībā no veida)

-Audumi un migla (gāzveida koloīdi ir vienādi ar neapbruņotu aci)

-Pikletes un ķeizara salāti (smorgasbord)

-Granīts (neviendabīgs maisījums)

-Tizanas (neviendabīgs maisījums)

-Etiķis (viendabīgs maisījums vai šķīdums)

-Benzīns (viendabīgs maisījums)

-Spēcīgs naftas tankkuģis (suspensija)

-Skābs lietus (šķīdums)

-Aceros (ciets šķīdums)

-Piena šokolāde (viendabīgs maisījums)

-Nutella (viendabīgs maisījums, lai arī tas noteikti ir koloidāls)

-Šokolādes kaste (jaukta maisiņa)

-Kausēta karamele (viendabīgs maisījums)

-Ink (koloīds, bet redzamā stāvoklī viendabīgs)

- dezodoranti bāros (viendabīgs maisījums)

-Pulveru mazgāšanas līdzekļi (neviendabīgs maisījums)

Atsauces

1. Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
2. Nisa Garsija. (2019. gads). Kāds ir risinājums zinātnē? - Definīcija un piemēri. Pētījums. Atgūts no: study.com
3. Deivids Patersons. (2018. gada 16. aprīlis). Maisījumi un šķīdumi. Atgūts no: edu.rsc.org
4. Wikipedia. (2019. gads). Maisījums. Atgūts no: en.wikipedia.org
5. Rons Kurtuss. (2005. gada 15. septembris). Maisījumu veidi. Atgūts no: school-for-champions.com
6. Amrita.olabs.edu.in,. (2012). Maisījumu atdalīšana, izmantojot dažādas tehnikas. Atgūts no: amrita.olabs.edu.in
7. Cursesinea. (sf). 3. nodaļa. 3.5. Lasījums: Maisījumu veidi un fizikālās atdalīšanas metodes. Atgūts no: Kursesinea.conevyt.org.mx