HETEROGENNÍ SMĚSI: VLASTNOSTI, TYPY, PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

K heterogenní směsi jsou ty, které představují na pouhým okem v zásadě nad dokonale odlišitelné složky. Říká se, že jsou složeny z více než jedné složky materiálu nebo fáze (pevné, kapalné nebo plynné), která si zachovává nebo zachovává všechny své vlastnosti bez ohledu na zbytek směsi.

Tento typ směsi je zde na Zemi velmi hojný, kde jsou jeho prvky sjednoceny prostřednictvím mnoha přírodních procesů nebo díky těm vynalezeným civilizací. Ve skutečnosti je lze pozorovat v každodenním životě.

Způsob, jak zjistit, zda je směs heterogenní, je pozorováním, zda má dvě nebo více materiálních složek nebo fází. Příklady homogenních směsí jsou talíř rýže s čočkou, cereálie s mlékem, coca cola s ledem, směs oleje a vody, pomerančový džus s dužinou, zeminou nebo pískem. Pokud se podíváte pozorně, uvidíte, že země a písek jsou tvořeny různými komponenty.

Fáze materiálu jsou složky heterogenní směsi, které lze oddělit použitím různých metod separace. Tyto metody jsou obecně fyzikální, bez nutnosti použití chemických činidel, ale zejména mechanické práce nebo tepla.

Separační metody pro heterogenní směsi zahrnují dekantaci, filtraci, prosévání, odpařování, rozpouštění a magnetickou separaci.

Existují heterogenní směsi, které jsou pro oko homogenní nebo jednotné a způsobují zmatek. Při pohledu pod mikroskopem nebo v menších měřítcích se však objevují jejich rozlišitelné fáze. Tyto typy heterogenních směsí jsou známé jako koloidy, ačkoli takové tvrzení je často předmětem diskuse.

Vlastnosti heterogenních směsí

Nejsou jednotní

Plážový písek je smorgasbord

Hlavní charakteristikou heterogenní směsi je její nedostatek uniformity, to znamená, že vypadá stejně nebo že její vlastnosti se nemění tam, kde je zkoumána nebo analyzována. Tím, že má více než dvě rozlišitelné fáze nebo komponenty, je podle stupnice pozorování narušena uniformita.

Například plážové dno obsahuje částečky písku, malé kameny, rostlinný a živočišný materiál. Všimněte si, že v tomto příkladu a v mnoha dalších případech je nestejnoměrnost heterogenní směsi měřena rozdílem nebo kontrastem jejich barev.

Mají převládající fázi

Mikroskopické znázornění heterogenní směsi. Šedými body by byly kameny, bílé menší kameny nebo rostlinné nebo zvířecí částice a spodní částice písku.

Heterogenní směsi mají převládající fázi, což je ta, která se nachází ve větším poměru než ostatní. Tato fáze může být buď pevná, jako v případě pískových zrn, kapalná nebo plynná, a obvykle se nazývá disperzní fáze. Místo toho se menšinová fáze nazývá rozptýlená fáze.

Představují více než jeden stav hmoty současně

V závislosti na stavu disperzní fáze a také na dispergované fázi se získá skupina heterogenních směsí, jejichž vlastnosti jsou zcela konzistentní nebo nesouvisející s fyzikálními stavy hmoty: pevná látka, kapalina nebo plynná fáze. Například plážová půda je pevná smorgasbord. Další příklady uvedeme později.

Druhy heterogenních směsí

Pevný

Půda, ovocné koše, rýže s čočkou a minerály z mnoha barevných krystalů jsou příklady pevných heterogenních směsí. Jsou to snad nejjednodušší, pokud jde o způsob jejich separace, a jsou pravděpodobně také nejrozmanitější.

Další příklady pevných heterogenních směsí budou diskutovány v části příkladů.

Pozastavení

Výraz „hvězdy visící na obloze“ pomáhá pochopit, jaké jsou pozastavení. Tento typ heterogenní směsi sestává z převládající kapalné fáze, která ukládá nebo disperguje malé pevné částice, které lze určitým úsilím ocenit.

Například, když se smíchá voda a písek a míchá se ve sklenici, zpočátku se vytvoří suspenze. S postupem času však stejná gravitace končí usazováním pískových částic na dně skla, což dále demonstruje nepravidelnou nebo nerovnoměrnou povahu heterogenní směsi vodního písku.

Koloidy

Co kdyby se místo písku rozptýlily mnohem menší částice, které dokázaly zůstat stabilní déle? Pak bychom čelili koloidu, jehož převládající nebo disperzní fáze může být pevná, kapalná nebo plynná.

Dispergované částice jsou tak malé, že na první pohled koloidy spadají do klasifikace homogenních směsí kvůli jejich zjevné uniformitě. Avšak při analýze pod mikroskopem nebo při nižších stupních pozorování začne koloid vykazovat více než jednu fázi nebo složku.

Směs voda-olej je klasickým příkladem koloidu nazývaného emulze, protože se skládá ze dvou nemísitelných kapalin (které se vzájemně nezředí). Dalšími koloidy jsou krev, majonéza a mléko.

Olej nalil přes sklenici vody

Všimněte si, že tyto příklady mají společné to, že se na první pohled zdají homogenní a nejsou považovány za heterogenní směsi, dokud nebudou podrobeny další analýze.

Metody separace heterogenních směsí

Existuje mnoho způsobů separace pro získání jednotlivých složek heterogenní směsi jeden po druhém. Níže jsou uvedeny pouze ty nejdůležitější.

Příručka

Ze všech metod je to nejjednodušší v malém měřítku. Pokud máme košíček nebo koláč s kousky čokolády, mohou být odstraněny působením stejných prstů nebo pomocí pinzety. Totéž platí pro rýži s čočkou, kde by se čočka trpělivě míchala bez jiných nástrojů nebo nástrojů než vlastních rukou.

Dekantace

Proces usazování k oddělení heterogenní směsi pevná látka-kapalina

Spočívá v oddělování kapaliny od pevné látky pouhým nalitím, bez potřeby filtru nebo síta. Usazení by mohlo být použito k oddělení vody od usazeného písku na dně sklenice nebo nádoby.

Filtrace

Spočívá v oddělení pevné látky od kapaliny pomocí filtru, který zadržuje pevné částice a současně umožňuje průchod kapaliny. Tuto metodu lze použít na čerstvě připravenou suspenzi vodního písku, aniž by bylo nutné čekat na usazení písku. Únik je v laboratorní práci extrémně opakující se nebo častý.

Prosévání

Podobně jako u filtrace máme prosévání, které se používá k oddělení složek pevné heterogenní směsi podle rozdílu ve velikosti jejich zrn. Tato metoda by se použila například k oddělení písku od některých robustnějších nebo velkých kamenů.

Vypařování

Odpařování je obvykle vyhrazeno pro oddělení složek homogenních směsí, jako jsou roztoky. Může však být také použito k odstranění zjevné uniformity určitých koloidů. Prostřednictvím tepla se kapalina s nižším bodem varu nejprve odpaří a ostatní složky zůstanou pozadu.

Nízkotlaké odpařování lze použít k oddělení tuku a bílkovin od vody, která tvoří mléko. To je jeden z nejdůležitějších kroků při získávání sušeného mléka.

Rozpuštění

Metoda disoluční separace je vyhrazena hlavně pro pevné heterogenní směsi, zejména směsi mineralogického typu. Nečistoty viditelné na povrchu se odstraní koupením směsi ve vodě nebo zředěné kyselině chlorovodíkové, aby se stala jednotnou.

Magnetická separace

Podobně jako v předchozím případě se magnetická separace používá hlavně pro pevné směsi, kde alespoň jedna ze složek musí reagovat na přitažlivost magnetického pole magnetu. Částice železa představují klasický příklad složky, kterou lze touto metodou oddělit.

Příklady heterogenních směsí

Košíček nebo dort

Zdobené dorty jsou příkladem smorgasborda. Zdroj: Pxhere.

Košíček nebo dort sám, včetně všech ingrediencí, které jej vytvořily během jeho přípravy, se stává hmotnou fází rozpoznatelnou na první pohled. Mezitím kapky čokolády, které vyčnívají na povrch, představují další fázi tuhého materiálu.

Jupiterová kůra

Planet Jupiter. Zdroj: Judy Schmidt (https://www.flickr.com/photos/geckzilla/44790657805)

Plynná kůra planety Jupiter má více než jednu rozlišitelnou fázi a dokonce obsahuje obrovské načervenalé místo. Tato nejednotnost je spolu s nerovným vzhledem typická pro smorgasborda v masivních měřítcích. Čím hlouběji jdete směrem k jádru Jupiteru, tím heterogennější je obraz.

Míchaný salát

Salátové talíře vynikají svou nápadnou heterogenitou. Zdroj: Pixabay

Pokud jde o kulinářský průmysl, míchaný salát je vynikajícím příkladem každodenního smorgasborda. Všimněte si, že jeho komponenty lze oddělit ručně. Stejně jako salát, jednohubky nebo jakýkoli jiný předkrm se klasifikují jako smorgasbord.

Parterres (zahrada s rostlinami a květinami)

V záhonu květin můžete vidět více než jeden konglomerát květin. Zdroj: Pxhere.

Záhony jsou dalším příkladem heterogenních směsí, ve kterých se květy stávají jeho složkami. Opět platí, že čím více květů je, a čím více jejich barev, tím heterogennější bude záhon vypadat. Tento případ je podobný případu svačinu nebo jakékoli skupiny sladkostí.

Šunkový chléb

Plátek šunkového chleba. Zdroj: Veronidae prostřednictvím Wikipedie.

Šunkový chléb, typický gastronomický prvek na prosincových slavnostech ve Venezuele, je dalším dobrým příkladem heterogenní směsi díky rozinkám, šunce, slanině a olivám.

Soda

Sycené nápoje jsou považovány za heterogenní směsi. Zdroj: Pxhere.

Soda a sycené nápoje jsou příklady heterogenních směsí, i když jsou to roztoky. To je způsobeno skutečností, že bubliny oxidu uhličitého samy o sobě vytvářejí plynnou fázi nebo složku, viditelně rozeznatelné na povrchu kapaliny nebo uvnitř ní, jako v případě výše uvedeného obrázku.

Další příklady

- Pokud se do lahve s vodou přidá písek, směs by byla heterogenní směs nebo suspenze kapalina-pevná látka.

- Polévky nebo zeleninové a masové vývary.

- Mísa obilovin s mlékem je smíšený sáček.

- Pizza je heterogenní. Přidané zálivky, jako je šunka nebo ananas, nejsou rovnoměrně rozloženy v celé pizzu a ani sýr ani omáčka na pizzu. To znamená, že je to smorgasbord.

- Maticové směsi jsou heterogenní směsi, protože prvky, které jej tvoří, jsou různé.

- Oceán je jednou z největších heterogenních směsí, které existují. Moře je nerovnoměrná distribuce zvířat, rostlin a dalších základních složek, díky nimž je heterogenní.

- Znečištění nebo kontaminace je heterogenní směs různých částic suspendovaných ve vzduchu.

- Bahenní louže je heterogenní směs, protože je tvořena nečistotami, trávou, listy a živočišným odpadem smíchaným ve vodě.

- Přestože se ocet a olej často mísí jako koření, směs je sama o sobě heterogenní. Mohou chvíli zůstat spolu, ale po chvíli se vždy rozdělí.

- Beton používaný ve stavebnictví je heterogenní směs kameniva, cementu a vody.

- Koření soli a pepře tvoří heterogenní směs.

- Cukr a písek také tvoří heterogenní směs. Smísením a pečlivým pozorováním lze samostatně identifikovat malé krystaly cukru a částice písku.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie (8. ed.). CENGAGE Učení.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11. února 2020). Co je to heterogenní směs? Definice a příklady. Obnoveno z: thinkco.com
3. Duben Klazema. (2020). Vlastnosti a příklady heterogenní směsi. Obnoveno z: blog.udemy.com
4. Nadace CK-12. (16. října 2019). Heterogenní směsi. Chemie LibreTexts. Obnoveno z: chem.libretexts.org
5. Maria Estela Raffino. (12. února 2020). Heterogenní směs. Koncept. Obnoveno z: concept.de