Смешиваемость - Miscibility

Дизельное топливо не смешивается в воды. Яркий радужный узор - результат тонкопленочная интерференция.

Смешиваемость /мɪsɪˈбɪлɪтя/ свойство двух веществ смешать во всех пропорциях (то есть полностью растворяться друг в друге в любом концентрация ), образуя однородный решение. Этот термин чаще всего применяется к жидкости но также относится к твердым телам и газам. Например, воды и этиловый спирт смешиваются, потому что смешиваются во всех пропорциях.[1]

Напротив, вещества считаются несмешиваемыми, если существуют определенные пропорции, при которых смесь не образует решение. Например, масло не растворяется в воде, поэтому эти два растворителя несовместимы. Другой пример: бутанон (метилэтилкетон) в значительной степени растворим в воде, но эти два растворителя также несовместимы, потому что они растворимы не во всех пропорциях.[2]

Органические соединения

В органические соединения, то весовой процент из углеводород Цепь часто определяет смешиваемость соединения с водой. Например, среди спирты, этиловый спирт имеет два углерод атомы и смешивается с водой, тогда как 1-бутанол с четырьмя атомами углерода нет.[3] Октанол, с восемью атомами углерода, практически не растворяется в воде, и его несмешиваемость позволяет использовать его в качестве стандарта для равновесия разделения.[4] Прямая цепь карбоновые кислоты вплоть до бутановая кислота (с четырьмя атомами углерода) смешиваются с водой, пентановая кислота (с пятью атомами углерода) частично растворим, и гексановая кислота (с шестью) практически не растворяется,[5] как длиннее жирные кислоты и другие липиды; из-за очень длинных углеродных цепей липидов они почти всегда не смешиваются с водой. Аналогичные ситуации возникают и для других функциональные группы такие как альдегиды и кетоны.

Металлы

Несмешиваемый металлы не могут сформировать сплавы друг с другом. Обычно смесь может быть в расплавленном состоянии, но при замерзании металлы разделяются на слои. Это свойство позволяет осаждает образуется при быстром замораживании расплавленной смеси несмешивающихся металлов. Одним из примеров несмешиваемости металлов является медь и кобальт, где быстрое замораживание с образованием твердых осадков использовалось для создания гранулированный GMR материалы.[6]

Также существуют несмешиваемые металлы в жидком состоянии. Промышленное значение имеет жидкий цинк и жидкость Серебряный не смешиваются с жидкостью вести, а серебро смешивается с цинком. Это приводит к Процесс Паркса, пример жидкость-жидкостная экстракция, при этом свинец, содержащий любое количество серебра, плавится с цинком. Серебро мигрирует в цинк, который снимается с верхней части двухфазной жидкости, а затем цинк выкипает, оставляя почти чистое серебро.[7]

Эффект энтропии

Если смесь полимеры имеет более низкий конфигурационная энтропия чем компоненты, они, вероятно, не могут смешиваться друг с другом даже в жидком состоянии.[8][9]

определение

Смешиваемость двух материалов часто определяется оптически. Когда две смешивающиеся жидкости объединяются, полученная жидкость становится прозрачной. Если смесь мутная, два материала не смешиваются. С этой решимостью нужно проявлять осторожность. Если показатели преломления Если два материала похожи, несмешивающаяся смесь может быть прозрачной и давать неверное определение, что две жидкости смешиваются.[10]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Уэйд, Лерой Г. (2003). Органическая химия. Pearson Education. п. 412. ISBN  0-13-033832-X.
  2. ^ Стивен, H .; Стивен, Т. (2013-10-22). Бинарные системы: растворимости неорганических и органических соединений, Том 1P1. Эльзевир. ISBN  9781483147123.
  3. ^ Барбер, Джилл; Рострон, Крис (2013-07-25). Фармацевтическая химия. ОУП Оксфорд. ISBN  9780199655304.
  4. ^ Сангстер, Дж. (28 мая 1997 г.). Коэффициенты разделения октанол-вода: основы и физическая химия. Джон Вили и сыновья. ISBN  9780471973973.
  5. ^ Гилберт, Джон С .; Мартин, Стивен Ф. (19 января 2010 г.). Экспериментальная органическая химия: миниатюрный и микромасштабный подход. Cengage Learning. п. 841. ISBN  978-1439049143.
  6. ^ Мэллинсон, Джон К. (27 сентября 2001 г.). Головки магниторезистивных и вращающихся клапанов: основы и применение. Академическая пресса. п. 47. ISBN  9780080510637.
  7. ^ Рич, Винсент (2014-03-14). Международная торговля свинцом. Издательство Вудхед. С. 51–52. ISBN  9780857099945.
  8. ^ Уэбб, Г. А. (2007). Ядерный магнитный резонанс. Королевское химическое общество. п. 328. ISBN  9780854043620.
  9. ^ Кнолль, Вольфганг; Адвинкула, Ригоберто К. (12 февраля 2013 г.). Функциональные полимерные пленки, набор из 2 объемов. Джон Вили и сыновья. п. 690. ISBN  9783527638499.
  10. ^ Олабиси, Олагоке; Адевале, Колапо (19 марта 1997 г.). Справочник по термопластам. CRC Press. п. 170. ISBN  9780824797973.