科学:奇妙的世界/均相和非均相混合物
当你切苹果、草莓、奇异果、菠萝和葡萄,并将它们混合在一起放在碗里时,你做了一份美味健康的沙拉。就像沙拉一样,许多有用的东西都是通过混合两种或多种物质而制成的。这些被称为混合物。
你已经了解到水果、奶酪、勺子、盘子和碗都是物质。有些东西只由一种物质组成。糖就是一个例子。糖只由糖组成。它不包含任何其他类型的物质。糖是一种纯物质。纯物质由一种具有特定性质的物质组成。物质的每一部分在整个物质中都是相同的。
我们周围的大多数东西都是混合物,比如空气、海洋、土壤,甚至食物!一盒混合坚果和各种棉花糖、树下的一堆树叶和树枝,以及一加仑冰淇淋都是混合物。
混合物是两种或多种物质的物理组合。混合物中的物质不是像化合物一样发生化学结合。因此,混合物不是纯物质。混合物的一个重要特性是其各部分的比例可以改变。混合物有两种:均相混合物和非均相混合物。
制作混合物是一种物理变化。混合两种或多种物质通常会改变这些物质的形状、颜色、大小或质地,但混合物中每种物质的性质不会改变。当你看着沙拉时,你怎么知道它是用不同种类的蔬菜做的?你可以从蔬菜沙拉中挑选洋葱,它们仍然是洋葱。
Homogeneous Mixture - All parts in this mixture contain the same amount of each component and look the same all throughout.
你已经了解到,当你将糖溶于水中时,糖颗粒会溶解,因此你无法在水中看到它们。糖水混合物是一种溶液。溶液是一种均相混合物,其中两种或多种物质混合得非常均匀,以至于无法看到各个部分。构成混合物的物质的性质与它们混合之前的性质相同。这就是为什么你可以在水中尝到糖的原因。
在糖水溶液中,糖溶解在水中。溶解意味着与另一种物质完全混合以形成溶液。在水和糖的溶液中,水是溶剂,糖是溶质。
水被称为“万能溶剂”,因为它能够溶解比任何其他液体更多的物质。
Solvent - This is a substance into which a solute is dissolved to make a solution.
Solute - This is a substnace dissolved in a solvent to make solution
溶液中的粒子均匀分布在整个溶液中。有一些溶液,如柠檬水和盐水,具有液体溶剂和固体溶质。然而,溶液也可以有其他组合。苏打水是一种由二氧化碳溶解在水中的溶液。空气是几种不同气体的溶液。
由于并非所有溶液都是通过将固体物质与水混合而成的,因此许多溶液是物质在其他状态下的混合物。
类型 | 示例 | 部分 |
---|---|---|
气体溶解在气体中 | 空气 | 氧气、氮气、其他气体 |
固体溶解在固体中 | 钢 | 铁、镍、铬 |
固体溶解在液体中 | 海水 | 盐、矿物质、水 |
气体溶解在液体中 | 苏打水 | 二氧化碳、水 |
回想一下,溶液中的物质混合得非常均匀,以至于无法看到特定的部分。这意味着两种物质的分子混合得非常均匀。
Heterogeneous Mixture - The components in this mixture are not distributed evenly throughout and parts of the mixture can be seen.
另一种类型的混合物是非均相混合物。将盐溶于水中会形成溶液,但将土壤溶于水中会形成另一种类型的混合物,称为悬浮液。
悬浮液是一种非均相混合物,它包含的颗粒足够大,可以用肉眼看到。这些是当放置一旁时,其中一些颗粒会缓慢沉淀的混合物。检查一些液体食物和药物,如果你在标签上看到“使用前摇匀”,这意味着它是一种悬浮液。另一个例子是将土壤与水一起摇匀。当摇动停止时,土壤颗粒开始沉淀。
取一杯水,放一把沙子或泥土。充分搅拌。你做了一个溶液了吗?沙子或泥土不会溶解在水中。虽然它可能在短时间内看起来是均相的,但沙子或泥土会逐渐沉到底部。因此,它是一个悬浮液的例子。
另一种类型的非均相混合物是胶体。胶体是一种包含尺寸介于溶液和悬浮液中的颗粒的混合物,可以混合以使它们保持均匀分布而不会沉淀出来。
胶体与悬浮液完全相同,但由于颗粒非常小,因此它们永远不会沉到底部。牛奶是一种胶体,因为它会散射通过它的光束;因此,它会显示出丁达尔效应。
Tyndall Effect - It is a visible scattering of light by particles in a colloid.
乳液是一种胶体。乳液是两种不溶解的液体的混合物。例如,蛋黄酱是植物油、蛋黄和醋或柠檬汁的乳液。
你在下图中看到的是悬浮在空气中的水滴的胶体。雾是水滴和空气的混合物。尽管雾看起来像气体,但它仍然是一种非均相混合物,因为它包含水滴。
你见过烧烤架冒烟吗?烟是混合物吗?烟是由空气、其他气体和微小的灰烬固体颗粒组成的混合物。灰尘是另一种与空气混合的固体物质。