混合物不同于纯物质,如元素和化合物,因为混合物中含有不同的物质,它们是物理结合的,而不是化学结合的。混合物中的单个组分保留其特性。
混合物有两种类型:均质和非均质。均匀混合物具有均匀的成分和外观。构成均匀混合物的单个物质无法从视觉上区分。另一方面,非均相混合物由两种或两种以上的物质组成,这些物质可以被清楚地观察到,甚至相对容易地分离。
Heterogeneous | Homogeneous | |
---|---|---|
Uniform | 不 | 是的 |
You can see the parts | 是的 | 不 |
Can be separated physically | 是的 | 不 |
Examples | 沙拉,混合沙拉 | 橄榄油、钢、盐水 |
Chemically bonded | 不 | 不 |
所有混合物由两种或两种以上纯物质(元素或化合物)组成。混合物和化合物的区别在于元素或物质如何结合形成它们。化合物是纯物质,因为它们只含有一种分子。分子是由结合在一起的原子构成的。但在混合物中,元素和化合物都是物理上混合的,而不是化学上混合的,构成混合物的纯物质之间没有形成原子键。
但不管原子键是什么,混合物都会变得很有凝聚力。通常称为溶液,均质混合物是指物质混合得如此之好,以至于不能以不同的、不同的形式单独出现的混合物。它们的组成是均匀的,即在整个混合物中是相同的。这种均匀性是因为均匀混合物的成分在混合物的每一部分都以相同的比例出现。
相反,非均相混合物是组成物质分布不均匀的混合物。它们通常可以直观地区分,甚至相对容易地分离,尽管也有许多方法可以分离均匀的溶液。
不均匀混合物的例子有:苏打水里的冰块(融化前)、牛奶里的谷类食品、比萨饼上的各种配料、冷冻酸奶中的配料、一盒各式各样的坚果。即使油和水的混合物也是不均匀的,因为水和油的密度不同,这妨碍了混合物中的均匀分布。
均质混合物的例子有奶昔、混合蔬菜汁、溶于咖啡中的糖、溶于水的酒精和钢等合金。甚至我们大气中的空气也是各种气体的均匀混合物,这取决于你所居住的城市。许多物质,如盐和糖,溶解在水中形成均匀的混合物。
混合物有三大类:溶液、悬浮液和胶体。溶液是均匀的,而悬浮液和胶体是不均匀的。
溶液是均匀的混合物,含有溶解在溶剂中的溶质,例如溶解在水中的盐。当溶剂是水时,称为水溶液。溶质与溶剂的质量比称为溶液的浓度。
溶液可以是液体、气体甚至固体。不仅如此,溶液的各个组成部分可以是不同的物质状态。当溶剂是混合物的较大部分时,溶质假定为溶剂的相(固态、液态或气态)。
悬浮液是一种不均匀的混合物,其中含有足够大的固体颗粒,可以沉淀。固体颗粒不溶于溶剂,而是悬浮和自由漂浮。它们大于1微米,通常大到肉眼可见。例如水中的沙子。悬浮液的一个关键特征是,如果不受干扰,悬浮颗粒会随着时间的推移而沉降。
胶体像悬浮液一样是不均匀的,但从视觉上看是均匀的,因为混合物中的粒子非常小,只有1纳米到1微米。胶体和悬浮液的区别在于,胶体中的颗粒较小,而且随着时间的推移,颗粒不会沉降。
Solution | Colloid | Suspension | |
---|---|---|---|
Homogeneity | Homogeneous | Heterogeneous at the microscopic level but visually homogeneous | Heterogeneous |
Particle size | < 1 nanometer (nm) | 1 nm – 1 micrometer (μm) | > 1 μm |
Physically stable | Yes | Yes | 需要稳定剂 |
Exhibits Tyndall effect | No | Yes | Yes |
Separates by centrifuge | No | Yes | Yes |
Separates by decantation | No | No | Yes |
在某种程度上,你可以说(如果你是学究的话),混合物是均匀的还是不均匀的问题取决于混合物取样的尺度。
如果取样的规模很小,它可以像单个分子一样小。在这种情况下,任何样本都会变得不均匀,因为它可以在这个比例下清晰地描绘出来。同样,如果样品是整个混合物,你可以认为它是均匀的。
因此,为了保持实用性,我们用这个经验法则来判断混合物是否均匀:如果混合物的性质相同,不管取哪个样品进行检验,混合物都是均匀的。
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