O jaké směsi se jedná?

V běžném životě se velmi zřídka zabýváme jednotlivými, čistými látkami. Místo toho se mnohem častěji setkáváme s jejich směsmi. Patří sem například čaj, mléko nebo kovové slitiny. Směs je fyzikální spojení dvou nebo více látek (neexistují mezi nimi žádné chemické vazby). Pokud jsou jednotlivé složky viditelné pouhým okem, pak mluvíme o heterogenních směsích. Jinak se jedná o homogenní směsi.

Vlastnosti homogenních směsí

Homogenní směsi (také nazývané homogenní směsi) se vyznačují tím, že jejich složky nelze od sebe rozeznat pouhým okem ani jednoduchými optickými přístroji jako je lupa. Přeměna jednotlivých látek na homogenní směsi nebo zpětný proces, tj. dělení směsi na jednotlivé složky, probíhá fyzikálními procesy – mícháním a separací. Všechny látky tvořící směs si zachovávají své původní vlastnosti. Vyznačují se tím, že mezi nimi nejsou žádné chemické vazby.

Složky homogenních směsí mohou být v různém stavu agregace. Příklady takových homogenních směsí zahrnují roztoky. Jejich hlavní složkou je rozpouštědlo, ve kterém jsou rozpuštěny (nebo dispergovány) další složky směsi. V kapalných roztocích je rozpouštědlem kapalina, v plynných roztocích je to plyn a ve slitinách kovů je to pevná látka.

Metody oddělování složek homogenních směsí

Homogenní směsi vznikají spojením složek fyzikálními metodami. Volba vhodné separační metody závisí především na stavu agregace jednotlivých složek. Složky homogenních směsí si po smíchání zachovávají své původní vlastnosti. Ovlivňují také způsob separace směsi. Patří mezi ně například hustota, rozpustnost nebo bod varu. Níže jsou uvedeny některé příklady metod pro separaci homogenních směsí.

Destilace

Destilace je účinná metoda pro oddělování kapalných složek homogenních směsí. Nezbytnou podmínkou jsou relativně nízké body varu jednotlivých složek a jejich tepelná stabilita (aby nedocházelo k rozkladu při vysokých teplotách). Pro oddestilování jednotlivých látek je třeba směs postupně zahřívat v destilační baňce napojené na chladič. Zvyšování teploty postupně způsobí var postupných složek homogenní směsi (pořadí závisí na jejich bodech varu). Přecházejí z kapaliny na páru a poté vstupují do chladiče. Chladicí voda vstupující tam (v protiproudu) způsobuje ochlazování a kondenzaci par. Všechny složky směsi jsou tedy destilovány.

Krystalizace

Opakem rozpouštění je proces krystalizace. Používá se k oddělení složek homogenních směsí ve formě krystalů řízeným odpařováním rozpouštědla. V první fázi krystalizačního procesu je nutné odpařit co nejvíce rozpouštědla, aby se získal nasycený roztok. Pak se ochladí. S klesající teplotou dochází k přesycení a pomalému růstu krystalů původní látky rozpuštěné v roztoku. Proces krystalizace, prováděný za dobře definovaných a kontrolovaných podmínek, vede k krystalům velké velikosti, požadovaného tvaru a vysoké čistoty (dokonce více než 99 %).

Adsorpce

Adsorpce lze využít k oddělení homogenních směsí (plynných nebo kapalných). Tento proces využívá schopnosti určitých látek absorbovat další složky (například vytvářet směs). Takový „absorbér“ se nazývá adsorbent. Váže molekuly adsorbátu (rozpuštěná látka, která se má adsorbovat) na svůj povrch prostřednictvím interakcí fyzikální (fyzikální adsorpce) nebo chemické (chemická adsorpce) povahy. Jako adsorbenty se nejčastěji používají pevné látky s vysokým specifickým povrchem (to zvyšuje účinnost separace). K tomuto účelu se často používá aktivní uhlí.

Přečtěte si více

Jaký motor je ve fénu?

Papírová chromatografie

Jedná se o jednu z chromatografických metod, kterou lze úspěšně použít k separaci složek homogenní směsi. Lze jej použít k oddělení součástí, jako je inkoust ve fixech. K tomu je třeba směs nanést na spodní část speciálního chromatografického papíru (startovací čára). Poté se substrát s nanesenou směsí umístí do komor, na jejichž dně je rozpouštědlo (eluent). Působením kapilárních sil stoupá eluent podél tohoto papíru a nese s sebou směs. Jednotlivé složky budou interagovat se substrátem a rozpouštědlem s různou silou, což povede k oddělení.

Homogenní směsi – příklady Alkany

Benzín je typickým příkladem tekuté homogenní směsi. Skládá se z uhlovodíků obsahujících 5 až 12 atomů uhlíku na molekulu. Jedná se především o alkany, tedy nasycené sloučeniny. Benzín také obsahuje nenasycené alifatické sloučeniny – mají dvojné nebo trojné vazby mezi atomy uhlíku – a sloučeniny kruhu.

Požadovaná homogenní směs neboť lidský život je vzduch. Čistý, neznečištěný vzduch je kombinací různých prvků a chemických sloučenin. Mezi jeho pevné složky patří dusík, kyslík a vzácné plyny. Obsah ostatních složek této plynné směsi se mění v závislosti na řadě faktorů. Patří mezi ně oxid uhelnatý (IV), ozón, oxidy síry a dusíku, páry vodíku a metan.

Homogenní směsi jsou chemické roztoky solí v rozpouštědlo Solanka je příkladem takové směsi. Vzniká fyzikálním procesem rozpouštění chloridu sodného (kuchyňské soli) ve vodě. Solanka se hojně využívá například v potravinářském průmyslu. Množství každé jednotlivé složky (NaCl a H₂O) lze určit podle jeho koncentrace v roztoku.