תערובת הומוגנית: מאפיינים ודוגמאות - כִּימִיָה - 2025

תערובת הומוגנית אחת שמרכיביה להקים בשלב חומר אחיד; כלומר, כי נראה בסולם הגופני שמאפשר החזון שלנו, אין הבדל בהרכבו ולא בתכונותיו. המשמעות היא שלא ניתן להפריד את רכיביו (המומסים) באמצעות טכניקות מכניות פשוטות.

בכימיה, תערובות הומוגניות שכיחות למדי, מכיוון שהן מורכבות מכל פיתרון או פיתרון שמוכן במעבדה ושלא מראים שני שלבים; אחד מוצק והשני נוזל, בדרך כלל כאשר, למשל, מתרחשת משקעים.

עם זאת, תערובות הומוגניות כוללות יותר מתמיסות (מימיות או אורגניות) עם מומסים מומסים (גזים, נוזלים או מוצקים). הם יכולים להיות גם גזיים או מוצקים, כל עוד הם נראים אחידים בעליל; בדיוק כמו הקצפת בתמונה למעלה.

ההומוגניות של תערובת או של חומר תלויה בקנה המידה שהוא נחשב אליו, בין אם מיקרו או מקרוסקופית, ולכן היא לפעמים עניין של נקודת מבט בלבד. עם זאת, הקריטריונים של הרכב, חלוקה, מבנים ותכונות משמשים גם כדי לאשר או לא אם תערובת הומוגנית.

כמה דוגמאות לתערובות הומוגניות הן אוויר, מלח או סוכר, סגסוגת מתכת, וודקה או חומץ, אם כי נסביר יותר בהמשך.

מאפיינים של תערובות הומוגניות

כוס עם קצפת: דוגמא לתערובת הומוגנית. מקור: ונדי מתופף דרך פיקסלים.

הם אחידים ואיזוטרופיים

לכל התערובות ההומוגניות, ללא קשר לשלב החומר שלהן, יש קבוע אחד המשותף להן: הן אחידות בתכונותיהן, גלויות או מיקרוסקופיות, פיזיות או כימיות. כמובן שקריטריונים אלה מיושמים כאשר זה לא מספיק כדי לצפות בשלב אחד או אם רוצים להבדיל בין שתי תערובות זו מזו על פי ההומוגניות שלהן.

לדוגמא, כוס שאליה נוספו תחמוצות כדי לצבוע אותה בצהוב היא תערובת הומוגנית, שכן במבט ראשון היא אחידה לכל אורכה (ללא קשר לצורתה או לגיאומטריה). באופן דומה, הוא איזוטרופי, מאחר שתכונותיו אינן שונות בכיוון הזכוכית בה נמדדים.

לפיכך יש לנו שני מאפיינים של תערובות הומוגניות: הם אחידים ואיזוטרופיים; למרות שאיזוטרופיה לא תמיד מרמזת על הומוגניות בפני עצמה. אחידות זו מתייחסת גם להרכבה ולחלוקת הרכיבים או המומסים.

לדוגמה, במקרה של קצפת לא יכול להיות אזורים שמנים או מתוקים יותר מאחרים. לא משנה לאן נלקחת כפית גדושה ממנו, כל עוד הוא נעשה עם אותו מתכון, הקרם יהיה אחיד והומוגני, גם אם ניתן להבחין בכמה הבדלים בגווני הצבעים שלו.

מרכיביה בלתי ניתנים להפרדה מכנית

תערובות הטרוגניות מאופיינות בכך שניתן להפריד בין רכיביהם ידנית או מכנית; בעוד הדבר אינו קורה בתערובות הומוגניות, הדורשות טכניקות הפרדה אחרות. זה נובע מהעובדה שהשלב העיקרי או הממס מצליחים לשלב ולהפיץ את המיסים ביעילות.

חוזרים לקצפת, לא ניתן להשיג את כל המרכיבים ששימשו להכנתו באופן ישיר או מכני; סוכר, שומן ואוויר מעורבבים ונדרש יותר מכלי כדי להפריד ביניהם. כך גם בזכוכית זהב.

גודל חלקיקי המומסים שלו הוא קטן מאוד

תערובות הומוגניות הן אחידות ובלתי נפרדות מכיוון שבנוסף להפצה היעילה של מרכיביהן או המומסים, גודלן קטן מאוד. בקצפת, שלב הממס הוא שומן, ואילו המומס הוא בעיקרו אוויר. בועות אוויר קטנות מכדי לראות אותן על פני השטח.

ראוי כעת להתייחס לתמיסות מימיות של מלחים. חלקיקי המלח קטנים מכדי להתאחד ומתיישבים בטמפרטורה קבועה, ובלי שהמים יתאדו. אין טכניקה או פילטרים (לפחות לא קונבנציונליים) שמצליחים להוציא מלחים מהמים ללא צורך לזקק או לאדות אותם.

הם נוטים להיות אחידים במיקרוסקופ

ישנן תערובות שנראות אחידות אך כאשר מתבוננות בהן בקנה מידה מופחת, הן הופכות להטרוגניות. אף על פי כן, כל עוד חלוקת הרכיבים הללו אחידה, ניתן להניח שהתערובת ממשיכה להיות הומוגנית; כלומר, הם חייבים להיות מסודרים בצורה כזו שאין "שלבים פנימיים".

כאן נשאלת השאלה ההומוגניות של הקצפת שלנו: האם חלקיקי השומן והאוויר המיקרוסקופיים מופצים באופן שווה? האם חלוקה זו קבועה לאורך הקרם?

אם התשובות כן, אז הקרם עדיין הומוגני; אחרת, כמו שהיה קורה אם ישנם חלקים בהם יש יותר שומן או אוויר מאחרים, נאמר שהוא הטרוגני. זה קורה מכיוון שהקצפת היא קולואיד, שהם תערובות הומוגניות, אך הן הטרוגניות מיקרוסקופית.

דוגמאות לתערובות הומוגניות

פתרונות מימיים

מים הם הממס האוניברסלי. כאשר מומסים בו מומס אחד או יותר ממסים מאוד, מתקבלים פתרונות שקופים או צבעוניים, שהם הומוגניים. מי מלח (מהים) או סוכר (למיצים או שתייה) הם אם כן דוגמאות לתערובות הומוגניות.

בין התמיסות המימיות הללו (וכמה מוצרים נוזליים) ניתן להזכיר גם: קפה (ללא שמנת), חומץ, יינות, בירות, שמן, סבונים נוזליים, שתייה קלה (ללא טלטול), פתרונות אינדיקטור, דבקים, נתרן הידרוקסיד, חומצה הידרוכלורית, סירופים , פתרונות של מלחי מתכת מעבר וכו '.

קולואידים

למרות שהם עשויים לא להיות הומוגניים במיקרוסקופית, גודל החלקיקים שלהם עדיין קטן מכדי שניתן יהיה לראותם בקלות או להפריד אותם.

בין כמה קולואידים שיש לנו: עשן סיגריות, אובך, שפתון, מיונז, גבינה, ג'לי, חלב, קצפת, גלידה, צבעים וכו '.

אוויר

אוויר הוא דוגמא מושלמת לתערובת גז הומוגנית, מכיוון שהיא מורכבת ממספר גזים (חנקן, חמצן, ארגון, אדי מים וכו ') שלא ניתן להבחין בעין בלתי מזוינת; עם זאת, ניתן להפריד ביניהם אם הם נתונים לנזילות ואז זיקוק שברירי.

סגסוגות

סגסוגות הן דוגמאות לתערובות מוצקות הומוגניות, מכיוון שכבר לא ניתן להפריד בין המתכות וגם לשלב את אותו גביש.

זו הסיבה שפלדות הן תערובות הומוגניות, מכיוון שלא משנה באילו צורות הם לוקחים (צלחות, שרשראות, קורות וכו '), ההרכב ותכונותיהם קבועים באשר הם נקבעים. כך גם אמלגמים, גלינסטאן, ברונזה, פיוט וזהב לבן.

אחרים

שימו לב כי מגיעה נקודה בה תערובות מתחילות להיחשב כחומרים עקב יישומן. כך יש לנו, בנוסף לסגסוגות, משקפיים וקרמיקה (בצבע אחד). באופן דומה, חלק מהעץ והפלסטיקה עשויים להיחשב כתערובות הומוגניות, כמו גם אבנים או סיבי טקסטיל.

הפניות

1. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
2. הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (21 בספטמבר 2019). ההבדל בין תערובות הטרוגניות והומוגניות. התאושש מ: thoughtco.com
3. ארין נוקסון. (2019). הגדרת תערובת הומוגנית: שיעור לילדים וידאו. לימוד. התאושש מ: study.com
4. קרן CK-12. (16 באוקטובר 2019). תערובת הומוגנית. כימיה LibreTexts. התאושש מ: chem.libretexts.org
5. מילון כימיקול. (2017). הגדרה הומוגנית. התאושש מ: chemicool.com
6. ויקיפדיה. (2019). תערובות הומוגניות והטרוגניות. התאושש מ: en.wikipedia.org