Mieszaniny jednorodne i niejednorodne

Mieszaniny są wszędzie wokół nas. Niektóre z nich bardzo różnią się od innych. Zwykle dzielimy mieszaniny na dwie grupy: te, w których możemy odróżnić substancje wchodzące w ich skład i te, które wyglądają jak pojedyncza substancja. Gdzie jednak leży granica między tymi dwoma kategoriami? Wykonajmy eksperyment.

Mamy dwie zlewki z wodą. Do pierwszej wsypiemy piasek, a do drugiej dodamy trochę cukru. Teraz trzeba zamieszać. Najpierw przyjrzyjmy się zlewce, do której dodaliśmy piasek. Wyraźnie widać ziarenka piasku, a gdy nakierujemy na zlewkę światło latarki, cząsteczki piasku są na tyle duże, że światło je oświetla.

Gdy przestaniemy mieszać, większość piasku opadnie na dno. Nie jest on rozłożony równomiernie w całej mieszaninie. Taką mieszaninę nazywamy niejednorodną. Porównajmy to teraz z drugą zlewką. Woda z cukrem jest całkowicie przejrzysta.

Nie ma śladu cukru, który wymieszaliśmy z wodą, a kiedy nakierujemy na zlewkę światło latarki, przechodzi ono przez nią bez przeszkód. Woda jest przezroczysta. Cukier rozpuścił się, zmieniając się w maleńkie cząsteczki. Są tak niewielkie, że nie można ich zobaczyć nawet pod bardzo silnym mikroskopem. Nastąpił podział cukru aż do poziomu cząsteczkowego, a cząsteczki rozkładają się równomiernie w całej mieszaninie.

Taki rodzaj mieszaniny nazywamy jednorodną. Mieszaniny jednorodne powszechnie nazywa się też roztworami. Roztwory wodne zawsze są przezroczyste, ale niekoniecznie bezbarwne. Choć cząsteczek nie można zobaczyć, mogą one zabarwić roztwór. Roztwory występują nie tylko w postaci ciekłej.

Powietrze to roztwór gazowy, zawierający głównie azot i tlen. Roztwory mogą mieć także postać stałą. Mosiądz to roztwór stały miedzi i cynku. Roztwory metali nazywamy stopami metali. Ponieważ stop jest mieszaniną, atomy metali są tylko wymieszane ze sobą.

Nie zaszły między nimi reakcje, w wyniku których powstały nowe związki chemiczne. Niektóre mieszaniny można bez problemu określić jako niejednorodne, ale w przypadku innych jest to trudniejsze. Na przykład krew wygląda jak roztwór, ale gdy pozostawimy ją na jakiś czas, wyodrębni się z niej warstwa krwinek i warstwa osocza. Krwinki nie rozpuszczają się w osoczu. A jeśli mamy bardzo silny mikroskop, możemy zobaczyć pojedyncze krwinki.

W takim razie jakim rodzajem mieszaniny jest mleko? Mleko to głównie woda, w której rozpuszczone są pewne substancje, ale jest w nim też trochę tłuszczu. Tłuszcz występuje w mleku w formie niewielkich drobinek rozproszonych w wodzie. W świeżym, nieprzetworzonym mleku część tłuszczu wypłynie na powierzchnię, tworząc warstwę śmietany. Mleko, które kupujemy w sklepach jest przetworzone, więc takie warstwy nie powstaną.

Przetwarzanie to rozbijanie kropelek tłuszczu na mniejsze części w procesie zwanym homogenizacją. Jednak nawet jeśli te grudki tłuszczu są na tyle małe, że mogą nadal być zawieszone w mleku, każda z nich nadal zawiera tysiące cząsteczek tłuszczu. Tak więc tłuszcz nie rozpuszcza się na poziomie cząsteczkowym. Oznacza to, że mleko „homogenizowane” nadal jest - z punktu widzenia chemii - mieszaniną niejednorodną. Wytrzyj usta, Michał.