مخلوط ناهمگن (غیرهمگن) مخلوطی است که در آن پراکندگی اجزای تشکیل دهنده مخلوط، یکنواخت نیست. یک مخلوط ناهمگن از اجزایی تشکیل شده است که به صورت جداگانه باقی می‌مانند. برای مثال، یک ظرف آجیل یا شکلات یا مخلوط آب و روغن مخلوط ناهمگن هستند. مخلوط‌های ناهمگن از دو نوع معلق و غیرمعلق تشکیل شده‌اند و مخلوط‌های معلق خود از دو دسته کلوئیدها و سوسپانسیون‌ها تشکیل شده‌اند. اندازه ذرات در این مخلوط‌ها بزرگتر از ۱ نانومتر است و در اغلب موارد اجزای آن‌ها پس از مدتی ته‌نشین می‌شوند. در این مطلب از مجله فرادرس بررسی می‌کنیم مخلوط ناهمگن چیست و مثال‌ها و ویژگی‌های این مخلوط‌ها را توضیح می‌دهیم.
در ابتدای این مطلب می‌آموزیم مخلوط ناهمگن چیست و سپس به بررسی مثال‌ها، ویژگی‌ها و ساختار این مواد می‌پردازیم. در ادامه انواع مخلوط‌های ناهمگن مانند کلوئیید‌ها و سوسپانسیون‌ها را توضیح داده و مثال‌های آن‌ها را بررسی می‌کنیم. سپس می‌آموزیم چگونه می‌توان مخلوط ناهمگن را تشخیص داد و تفاوت‌های آن با مخلوط همگن چیست. در ادامه مطلب روش‌های جداسازی اجزای مخلوط ناهمگن و کاربرد این مخلوط‌ها را توضیح می‌دهیم. در نهایت برخی از اصلاحات مربوط به این مخلوط‌ها مانند هموژنیزه کردن و امولسیفایر را می‌آموزیم. با مطالعه این مطلب تا انتها می‌توانید به شکلی کامل و کاربردی با مخلوط ناهمگن و ویژگی‌های آن آشنا شوید.
مخلوط ناهمگن چیست؟
مخلوط ناهمگن مخلوطی است که از دو یا تعداد بیشتری جزء امتزاج ناپذیر تشکیل شده باشد. این بدان معنا است که مواد به شکلی غیر یکنواخت در سراسر مخلوط ناهمگن پراکنده شده‌اند. برای مثال، انواع سالاد، مخلوط آب و روغن، مخلوط شن و آب و … نمونه‌هایی از مخلوط ناهمگن هستند. در مخلوط ناهمگن، تمامی اجزا همواره به شکلی جداگانه در مخلوط باقی خواهند ماند. اجزای مخلوط ناهمگن معمولا با چشم قابل مشاهده هستند و جداسازی اجزای آن‌ها با استفاده از روش‌های ساده فیزیکی مانند فیلتراسیون راحت است.
هنگامی‌که آب و روغن با یکدیگر مخلوط می‌شوند، پس از مدتی آب به صورت لایه‌ای جداگانه، روی سطح آب قرار می‌گیرد. هم زدن این مخلوط یا حرارت دادن به آن نمی‌تواند این دو ماده را با یکدیگر ترکیب کند و این مواد همواره دو فاز مجزا تشکیل خواهند داد. مثال دیگری از مخلوط ناهمگن، غذاهایی مانند سالاد یا پیتزا هستند. در این غذاها، تمامی مواد ترکیب شده، به صورت جداگانه و مجزا قرار دارند و می‌توان آن‌ها با چشم تشخیص داد و از یکدیگر جدا کرد. عبارت انگلیسی مخلوط ناهمگن «Heterogeneous Mixture» است.
یادگیری شیمی دهم با فرادرس
در قسکت قبل آموختیم مخلوط ناهمگن چیست. این مخلوط، مخلوطی است که اجزای آن به شکلی یکنواخت پراکنده نشده‌اند و قابل مشاهده با چشم یا میکروسکوپ هستند. بسیاری از مخلوط‌های ناهمگن با مخلوط شدن مواد با آب تشکیل می‌شوند. آب یک حلال عمومی است و از آن برای تولید و استفاده بسیاری از مواد استفاده می‌شود. برای آموختن این موضوع که مخلوط همگن چیست و چه تفاوت‌هایی با مخلوط ناهمگن دارد باید با مباحثی همچون نیرو‌های بین مولکولی، حلال، حل شونده و .. آشنا شوید. پیشنهاد می‌کنیم برای یادگیری این مباحث به مجموعه فیلم آموزش دروس پایه دهم بخش شیمی مراجعه کنید که با زبانی ساده ولی کاربردی به توضیح این مباحث می‌پردازد.
همچنین با مراجعه به فیلم‌های آموزش فرادرس که لینک آن‌ها در ادامه آورده شده است می‌توانید به آموزش‌های بیشتری در زمینه مخلوط همگن و ناهمگن شیمی دهم دسترسی داشته باشید.
- فیلم آموزش شیمی ۳ پایه دوازدهم
- فیلم آموزش ترمودینامیک حل سوالات کنکور ارشد و دکتری
- فیلم آموزش مهندسی پودر یا متالورژی پودر
مثال مخلوط ناهمگن
مخلوط‌های ناهمگن در زندگی روزمره و آزمایشگاه به شدت استفاده می‌شوند. برخی از مثال‌های مخلوط‌های ناهمگن در ادامه آورده شده است.
- سوپ
- سالاد
- مخلوط آب و روغن
- خاک باغچه
- مخلوط مواد غیرقطبی با آب
- شیر
- ژله
- فوم
- پیتزا
برخی از این مثال‌ها ممکن است به دلیل شکل ظاهری آن‌ها، همگن به نظر برسند. برای مثال، شیر یا ژله از این مثال‌ها هستند. اما اگر با استفاده از یک میکروسکوپ به ترکیب آن‌ها نگاه کنیم، مشاهده می‌کنیم که از اجزایی مختلف تشکیل شده‌اند و این اجزا نسبتا بزرگ هستند. برای مثال، قطرات چربی داخل شیر می‌توانند با میکروسکوپ مشاهده شوند. همچنین، در اکثر این مثال‌ها، با زمان دادن به مخلوط، می‌توان تشکیل فاز‌های جداگانه را تماشا کرد. برای مثال، با قرار دادن شیر در دمای محیط و مدت زمان طولانی، می‌توان فاز‌های مختلف تشکیل شده آن را با چشم تشخیص داد.
ویژگی مخلوط ناهمگن
همانطور که در قسمت قبل آموختیم، مخلوط ناهمگن مخلوطی است که اجزای تشکیل دهنده آن به شکلی غیر یکنواخت پخش شده باشد و این اجزا اغلب با چشم قابل مشاهده هستند. جداسازی اجزای مخلوط ناهمگن معمولا آسان است. در ادامه برخی از ویژگی‌های مخلوط ناهمگن آورده شده است.
- مخلوط ناهمگن ترکیبی غیر یکنواخت، امتزاج ناپذیر و ناپایدار دارد.
- برخی از مخلوط‌های ناهمگن اثر تیندال را از خود نشان می‌دهند.
- هنگامی که اجزای یک مخلوط ناهمگن ترکیب می‌شوند، هیچ پیوند شیمیایی بین آن‌ها صورت نمی‌گیرد.
- از آن‌جا که اجزای مخلوط همگن به راحتی از یکدیگر تشخیص داده می‌شوند، جداسازی آن‌ها نیز ساده خواهد بود.
- اجزای تشکیل دهنده مخلوط ناهمگن از فاز‌های مختلف تشکیل شده‌اند.
- اجزای تشکیل دهنده مخلوط ناهمگن می‌توانند اندازه‌های متفاوتی داشته باشند.
- مخلوط‌های ناهمگن نقطه جوش یا ذوب مشخصی ندارند.
- تشکیل مخلوط ناهمگن هیچ فرمی از انرژی را دریافت یا آزاد نمی‌کند.
ساختار مخلوط ناهمگن
در قسمت قبل آموختیم ویژگی‌های مخلوط ناهمگن چیست. مخلوط در صورتی از نوع ناهمگن است که ساختار یکنواختی نداشته باشد یا اجزای آن فاز‌های مختلفی تشکیل داده باشند. فاز قسمتی از ماده است که از یک نوع ماده تشکیل شده است و با سایر قسمت‌های ماده جدا است. برای مثال در ترکیب آب و روغن، یک فاز روغن و یک فاز آب تشکیل می‌شود. با مشاهده این مخلوط‌ها می‌توان خطوط مرزی جدا کننده فاز‌ها را مشاهده کرد.
اجزای تشکیل دهنده یک مخلوط ناهمگن، به شکل فیزیکی با یکدیگر ترکیب می‌شوند و ماده شیمیایی جدیدی را تشکیل نمی‌دهند. تهیه یک ترکیب مخلوط ناهمگن یک تغییر فیزیکی و قابل برگشت است.
انواع مخلوط ناهمگن
مخلوط‌های ناهمگن می‌توانند از نوع معلق یا غیرمعلق باشند. مخلوط‌های ناهمگن غیرمعلق مواردی مانند اجیل و پیتزا هستند. این مخلوط‌ها می‌توانند از نوع گاز، مایع یا جامد باشند. مخلوط‌های ناهمگن معلق مواردی مانند آب گل‌آلود، گرد و غبار موجود در هوا، ذرات چربی در شیر، برخی از شربت‌های آنتی‌بیوتیک و … هستند.
مخلوط‌های ناهمگن معلق خود به دو دسته سوسپانسیون‌ها و کلویید‌ها تقسیم می‌شوند. در ادامه هریک از این مواد را توضیح می‌دهیم.
سوسپانسیون‌ها و کلوئیدها از مهم‌ترین انواع مخلوط‌های ناهمگن هستند که در زندگی و صنعت به شکل گسترده ای استفاده می‌شوند. پیشنهاد می‌کنیم برای یادگیری بهتر این مخلوط‌ها و کاربرد و تفاوت آن‌ها فیلم آموزش مقایسه محلول، کلوئید و سوسپانسیون فرادرس که لینک آن در ادامه آورده شده است را مشاهده کنید.
سوسپانسیون
مخلوط ناهمگن سوسپانسیون مخلوطی است که ذرات تشکیل دهنده آن به شکلی غیریکنواخت در ساختار آن معلق مانده‌اند. مخلوط‌های سوسپانسیون پس از گذشت مدت زمان مشخصی، ته‌نشین و جدا می‌شوند. برای مثال، ترکیب اب گل‌آلود یک سوسپانسیون است که پس از گذشت مدت زمانی ذرات خاک در آن ته‌نشین می‌شوند. مخلوط‌های سوسپانسیون ممکن است نور عبوری را پخش کنند یا اینکه کدر باشند و نوری از آن‌ها عبور نکند. ذرات سوسپانسیون‌ها با یکدیگرمخلوط می‌شوند اما در یکدیگر حل نمی‌شوند.
ویژگی سوسپانسیون
در ادامه ویژگی‌های مهم مخلوط‌های سوسپانسیون بیان شده‌اند.
- ساختار چند‌گانه: ذرات جامد در مخلوط سوسپانسیون به شکلی یکنواخت پراکنده نشده‌اند.
- اندازه ذرات: اندازه ذرات سوسپانسیون‌ها از ذرات موجود در محلول‌ها و کلوئیدها بزرگتر است. این ذرات بزرگتر از ۱ میکرومتر هستند.
- پایداری: سوسپانسیون‌ها ناپایدارند و طی گذشت زمان اجزای آن‌ها جدا می‌شود.
- پراکندگی نور: سوسپانسیون‌ها می‌توانند نور را پراکنده کنند.
مثال سوسپانسیون
در قسمت‌های قبل اموختیم که برخی از شربت‌های دارویی و مخلوط آب گل آلود نمونه‌هایی از سوسپانسیون‌ها هستند. در ادامه برخی دیگر از مثال‌های سوسپانسیون‌ها را بررسی می‌کنیم.
- آرد در آب: اگر مقداری آرد را با اب مخلوط کنیم محلولی به ظاهر یکدست و سفید به دست می‌آید. اما اگر این مخلوط را برای مدت زمانی در مکانی ساکن قرار دهیم، آرد مخلوط شده ته‌نشین می‌شود و آب روی سطح آن را می‌گیرد.
- گچ در آب: گچ ساختمانی یکی از مواد پرکاربردی است که به صورت پودری در آب حل شده و استفاده می‌شود. اگر مخلوط آب و گچ را برای مدتی در مکانی ساکن قرار دهیم، گچ ته‌نشین می‌شود.
کلوئید
کلوئیدها مخلوط‌های ناهمگنی هستند که اجزای تشکیل‌دهنده آن‌ها به شکلی یکنواخت در آن معلق مانده و پخش شده‌اند. اجزای مخلوط‌های کلوئیدی پس از گذشت زمان جدا نشده و ته‌نشین نمی‌شوند. اجزای تشکیل دهنده کلويید‌ها اندازه‌ای بین ۱ تا ۱۰ نانومتر دارند. فوم، ژل و مایع ظرفشویی انواعی از مخلوط‌های کلوئیدی هستند. کلوئیدها نور تابیده شده را پراکنده میکنند. به این ویژگی کلوئیدها اثر تیندال گفته می‌شود. یکی از مثال‌های ملموس اثر تیندال، پراکندگی نور در جنگل‌ها به دلیل وجود مه یا رطوبت آب در هوا است.
ویژگی کلوئید
کلوئیدها ویژگی‌های خاصی دارند که باعث شده در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار بگیرند. در ادامه برخی از مهم‌ترین این ویژگی‌ها توضیح داده شده‌اند.
- ساختار یکنواخت: اجزای سازنده مخلوط‌های کلوئیدی به شکلی یکنواخت پخش شده است.
- اندازه ذرات: اندازه ذرات این مخلوط‌ها بین اندازه ذرات محلول‌ها و سوسپانسیون‌ها است. این ذرات اندازه‌ای بین ۱ نانومتر تا ۱ میکرومتر دارند.
- پایداری: کلوئیدها به شکل کلی پایدار هستند و پس از گذشت زمان کوتاه ته‌نشین نمی‌شوند.
- پراکندگی نور: ذرات کلويیدی نور تابیده شده را پراکنده میکنند.
مثال کلويید
در قسمت قبل اشاره کردیم که کلوئیدها بسیار متنوع و پرکاربرد هستند. در ادامه برخی دیگر از مثال‌های این مخلوط‌ها را توضیح می‌دهیم.
- شیر: گلبول‌های چربی موجود در ساختار شیر به شکلی یکنواخت و پایدار در سطح ان پخش شده‌اند.
- سس مایونز: قطرات روغن درون بسیتر آبی در سس مایونز پخش شده‌اند و کلوئیدی با ساختار نرم پدید آورده‌اند.
- مه: قطرات کوچک اب در هوا پخش شده و مخلوط کلوئیدی را به وجود می‌آورند.
انواع کلوئید
کلوئیدها بسته به اینکه از چه حالات ماده‌ای تشکیل شده اند می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند. برای مثال، فوم و ژل انواع مختلفی از کلوئید هستند. در جدول زیر، این نواع مختلف کلوئیدها به همراه مثال‌هایشان ارائه شده‌اند.
| نام کلوئید | حالات ماده | مثال |
| سول | مخلوط ناهمگن جامد در مایع | ذرات پودریِ رنگ در حلال مایع |
| امولسیون | مخلوط ناهمگن مایع در مایع | ذرات روغن در آب یا شیر، سس مایونز |
| فوم | مخلوط ناهمگن گاز در مایع
مخلوط ناهمگن گاز در جامد |
کف صابون یا هوای به دام افتاده در حفره‌های سنگ‌پا و اسفنج، خامه هم زده، فوم اصلاح |
| ائروسول | مخلوط ناهمگن جامد در گاز
مخلوط ناهمگن مایع در گاز |
ذرات جامد کربن دی اکسید به فرم دود در هوا |
| ژل | مخلوط ناهمگن مایع در جامد | ژله، کره، پنیر خامه‌ای |
جدول انواع مخلوط ناهمگن
کلوئیدها و سوسپانسیون‌ها معمولا با یکدیگر اشتباه گرفته می‌شوند. تفاوت اساسی این دو نوع مخلوط در اندازه ذرات آن‌ها است. جدول زیر، دسته بندی انواع مخلوط ناهمگن را به همراه مثال‌های آن نشان می‌دهد.
| نوع مخلوط ناهمگن | مثال |
| جامد | خاک، آجیل، سالاد، پیتزا، مخلوط سنگ‌ریزه‌ها، سیمان |
| مایع | مخلوط آب و روغن |
| گاز | دود، رطوبت هوا، آلودگی هوا |
| سوسپانسیون | آب گل‌آلود، برخی از شربت‌های دارویی، رنگ، دوغ |
| کلوئید | شیر، ژلاتین، خامه هم‌زده |
چگونه می‌توان مخلوط ناهمگن را تشخیص داد؟
یکی از راه‌های تشخیص اینکه مخلوط ناهمگن چیست، بررسی ساختار آن است. مخلوطی که اجزای آن به شکل یکنواختی پخش نشده‌اند، با چشم یا میکروسکوپ قابل مشاهده هستند یا فاز‌های مختلفی را تشکیل داده‌اند، مخلوط‌های ناهمگن هستند. مخلوط ناهمگن همواره از دو یا چند فاز مختلف تشکیل شده است. این فاز‌ها می‌توانند از یک نوع حالت ماده یا حالات مختلف ماده باشند.
اجزای تشکیل دهنده مخلوط ناهمگن را می‌توان به روش‌های ساده فیزیکی مانند فیلتراسیون یا سرریز کردن جداسازی کرد. هریک از فاز‌های تشکیل دهنده محلول ناهمگن، ویژگی‌های فیزیکی متفاوت و منحصر به فردی خواهند داشت. برای مثال، در مخلوط آب و روغن، با اینکه هردو فاز مایع هستند، چگالی آن‌ها متفاوت است.
تفاوت مخلوط همگن و مخلوط ناهمگن چیست؟
مخلوط ناهمگن مخلوطی است که از اجزایی با اندازه بزرگتر از ۱ نانومتر تشکیل شده است. این اجزا معمولا با چشم یا میکروسکوپ قابل مشاهده هستند. اجزای مخلوط ناهمگن به راحتی جداسازی می‌شوند و حداقل ۲ فاز متفاوت را به وجود می‌آورند. اجرای مخلوط ناهمگن امتزاج‌ناپذیر هستند.
مخلوط همگن مخلوطی است که اندازه ذرات آن کوچکتر از ۱ نانومتر باشد و با چشم یا میکروسکوپ معمولی قابل مشاهده نیستند. اجزای مخلوط همگن به شکلی یکنواخت در سرتاسر آن پخش شده‌اند و هر قسمت از آن ویژگی‌های فیزیکی مشابهی با قسمت دیگر دارد. اجزای مخلوط‌های همگن تنها ۱ فاز را تشکیل می‌دهند و به خوبی با یکدیگر ترکیب شده‌اند.
در ادامه جدولی برای مقایسه ویژگی‌های مخلوط همگن و ناهمگن ارائه شده است.
| مخلوط ناهمگن | مخلوط همگن |
| اندازه ذرات آن کوچکتر از ۱ نانومتر است. | اندازه ذرات آن بزرگتر از ۱ نانومتر است. |
| اجزای آن با چشم یا میکروسکوپ قابل مشاهده است. | اجزای آن با چشم یا میکروسکوپ آن قابل تشخیص نیست. |
| نمونه‌های مختلف از قسمت‌های مختلف آن ممکن است خواص فیزیکی متفاوتی داشته باشد. | نمونه‌های قسمت‌های مختلف آن مشابه و یکسان است. |
| اجزا به شکلی یکنواخت پخش نشده‌اند | اجزا به شکلی یکنواخت پخش شده‌اند. |
| اجزای آن به روش‌های ساده فیزیکی قابل جداسازی هستند. | اجزای آن به راحتی قابل جداسازی نیستند. |
| اجزای آن ۲ یا تعداد بیشتری فاز را تشکیل می‌دهند. | اجزای آن تنها ۱ فاز را تشکیل می‌دهند. |
مثال تشخیص مخلوط ناهمگن
در قسما قبل آموختیم تفاوت مخلوط همگن با مخلوط ناهمگن چیست. تشخیص این موضوع که برخی از مخلوط‌ها مخلوط همگن است یا ناهمگن ممکن است مشکل باشد. در ادامه برخی از این مثال‌ها را در قالب سوال بررسی خواهیم کرد.
مثال ۱
مشخص کنید مخلوط آجیل، مخلوطی همگن است یا مخلوط ناهمگن است؟
پاسخ
آجیل از مغز‌های مختلف با اندازه و شکل‌ها و ویژگی‌های متفاوت تشکیل شده و اجزای آن با چشم مشخص است. پس آجیل یک مخلوط ناهمگن است.
مثال ۲
شیر مخلوطی همگن است یا مخلوطی از نوع ناهمگن است؟
پاسخ
شیر در ظاهر ساختاری یکنواخت دارد اما در صورت مشاهده آن زیر میکروسکوپ می‌توان ذرات روغن را در آن مشاهده کرد. همچنین، با قرار دادن شیر در مکانی ساکن و در دمای اتاق، مواد مختلف آن فاز‌های مختلفی تشکیل می‌دهند پس یک مخلوط ناهمگن است.
مثال ۳
هوا مخلوط همگن است یا ناهمگن است؟
پاسخ
هوا تنها از یک فاز تشکیل شده و نمی‌توان ذرات آن را با چشم یا میکروسکوپ مشاهده کرد. همچنین، نمونه‌های مختلف هوا در یک منطقه مشخص تقریبا ترکیب مشابهی دارند. جداسازی اجزای هوا آسان نیست پس هوا یک مخلوط همگن است.
مثال ۴
نوشابه گازدار یک مخلوط همگن است یا ناهمگن است؟
پاسخ
نوشابه گاز دار از ترکیب ذرات گاز در مایع تشکیل شده است. با وجود اینکه ممکن است در ابتدا مخلوطی همگن به نظر برسد، ذرات گاز در صورت باز بودن درب نوشابه آن را ترک میکنند. حباب‌های گاز درون مخلوط نوشابه قابل مشاهده هستند و می‌توان با روش‌هایی گاز را از نوشابه خارج کرد پس مخلوط ناهمگن است.
روش جداسازی مخلوط ناهمگن چیست؟
مخلوط‌های ناهمگن می‌توانند به روش‌های متفاوتی جداسازی شوند. بسیاری از مخلوط‌های ناهمگن می‌توانند با روش‌های ساده‌ای مانند فیلتراسیون، سانتریفیوژ، غربال کردن یا حتی سرریز کردن جداسازی شوند. برخی دیگر از روش‌های جداسازی مخلوط‌های ناهمگن شامل ته‌نشینی، تقطیر و تبخیر است. در ادامه برخی از این روش‌های جداسازی توضیح داده می‌شود.
روش جداسازی مواد مختلف یکی از مهم‌ترین مباحث شیمی است که در تولید ، تجزیه، ترکیب و سنتز مواد مختلف گامی اساسی محسوب می‌شود. پیشنهاد می‌کنیم برای یادگیری بهتر این مبحث مطلب روش‌های جداسازی مواد در شیمی از مجله فرادرس را مطالعه کنید که در آن به انواع روش‌های جداسازی مواد به همراه مثال پرداخته شده است.
ته‌نشینی و سرریز کردن
در روش ته‌نشینی و سرریز کردن، اجزای جامد و سنگین مخلوط تحت اثر جاذبه به ته ظرف رفته و ته‌نشین می‌شوند. سرریز کردن به فرآیند خالی‌کردن مایع باقی مانده در قسمت بالایی ظرف گفته می‌شود. برای مثال، می‌توان برای ترکیب مخلوط ناهمگن آب گل‌آلود این کار را انجام داد.
فیلتراسیون
فرآیند فیلتراسیون فرآیندی است که در آن از یک صافی عموما کاغذی برای جداسازی اجزای بزرگتر مخلوط استفاده می‌شود. برای مثال، می‌توان مخلوط آب و گچ را با استفاده از یک فیلتر کاغذی جدا کرد. همچنین از این روش برای صاف کردن مخلوط آب‌لیمو یا قهوه نیز استفاده می‌شود. روش فیلتراسیون یکی از پرکاربرد‌ترین روش‌های برای جداسازی اجزای مخلوط‌ها در آزمایشگاه شیمی است.
تقطیر
تقطیر روشی است که در ان، از یک دستگاه تقطیر استفاده می‌شود تا مایعات یک مخلوط یا محلول را بر اساس نقطه جوش آن‌ها جدا کند. دستگاه تقطیر شامل بالن تقطیر، لوله‌های اتصال، مبرد و ظروف جمع‌آوری نمونه و منبع حرارت است. در این روش با حرارت داده به مخلوط، ابتدا ماده‌ای که نقطه جوش پایین‌تری دارد تبخیر شده و به سمت مبرد هدایت می‌شود. سپس بخارات آن در مبرد سرد شده و به مایع تبدیل می‌شود . در نهایت مایعات جدا شده جمع‌آوری می‌شود.
روش تقطیر یکی از پرکاربرد‌ترین روش‌ها برای جداسازی مخلوط‌های همگن و مخلوط‌های ناهمگنی است که در فاز مایع هستند و جداسازی آن‌ها کار دشواری است. تصویر زیر، نشان‌دهنده یک سیستم دستگاه تقطیر ساده است.
تبخیر
هنگامی که یک مخلوط ناهمگن جامد و مایع حرارت داده می‌شود، قسمت مایع مخلوط بخار شده و قسمت جامد آن باقی خواهد ماند. به این فرآیند تبخیر گفته می‌شود. برای مثال، هنگامی که به یک محلول آب و نمک حرارت می‌دهیم، آب تبخیر شده و نمک به صورت رسوب ته ظرف باقی می‌ماند. تصویر زیر شنشان‌دهنده یک سیستم فرآیند تبخیر است.
سانتریفیوژ
روش سانتریفیوژ با استفاده از نیروی گریز از مرکز، مواد را بر اساس چگالی‌شان جدا می‌کند. این روش برای جداسازی اجزای امولسیون‌های پایدار یا سوسپانسیون‌ها مانند خون و شیر کاربرد دارد. تصویر زیر، نمایانگر جداسازی اجزای خون با استفاده از دستگاه سانتریفیوژ است.
کروماتوگرافی
جداسازی اجزای مختلف مخلوط‌ها به روش کروماتوگرافی با دستگاه‌های کروماتوگرافی کاغذی، کروماتوگرافی مایع یا کروماتوگرافی گازی انجام می‌شود. این روش‌ها با استفاده از تمایل اجزای حلال به فاز‌های مختلف محلول بر اساس قطبیت آن‌ها، جداسازی را انجام می‌دهد. با این روش می‌توان اجزای مخلوط‌های مایع – مایع یا امولسیون‌ها و کلوییدهای پایدار را جداسازی کرد. برای مثال این روش برای جداسازی اجزای جوهر مایع می‌تواند مورد استفاده قرار بگیرد.
تصویر زیر، نشان دهنده استفاده از یک دستگاه کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی پیگمنت‌ها (رنگدانه‌ها) در مخلوط یک جوهر است.
جداسازی مغناطیسی
این روش برای جداسازی موادی که خواص مغناطیسی دارند از مخلوط ناهمگن به وسیله آهن‌ربا انجام می‌شود. مخلوط‌های استفاده شده در این روش معمولا مخلوط‌های ناهمگن جامد در جامد هستند.
کاربرد مخلوط ناهمگن
در قسمت قبل آموختیم روش جداسازی اجرای مخلوط ناهمگن چیست. مخلوط‌ها کاربرد و فراوانی بسیاری در زندگی روزمره انسان‌ها دارند. مخلوط‌ها در فرآیند‌ها مختلف صنعتی، دارویی و کشاورزی استفاده می‌شوند. برخی از مهم‌ترین موارد و کاربرد‌های مخلوط‌های ناهمگن در ادامه توضیح داده شده است.
- هوا: آلودگی هوا یکی از مثال‌های مهم مخلوط ناهمگن است که در آن ذرات گرد و غبار و مواد مختلف با مولکول‌های مختلف موجود در هوا مخلوط می‌شوند.
- غذاها: انواع مختلف و گوناگون غذاها از مخلوط کردن مواد تشکیل‌دهنده آن‌ها به دست می‌آیند.
- صنایع دارویی: داروها مخلوط‌هایی از مواد شیمیایی مختلف هستند. شربت‌های سوسپانسیون آنتی‌بیوتیک نمونه‌ای از مخلوط‌های ناهمگن هستند.
- محلول‌های شوینده: این محلول‌ها عموما کلوئید‌هایی پایدار هستند که برای استفاده روزمره زندگی انسان مورد استفاده قرار می‌گیرند.
هموژنیزه کردن چیست؟
هموژنیزه کردن فرآیندی است که در آن یک مخلوط ناهمگن از مایعات امتزاج ناپذیر را به مخلوطی همگن (هموژن) تبدیل میکنند. شیری که مستقیم از گاو تهیه می‌شود، به دو قسمت خامه و شیر تقسیم می‌شود. فرآیند هموژنیزه کردن شیر باعث می‌شود گلبول‌های چربی به اجزای کوچکتر شکسته شده و از مخلوط شیر جدا نشوند. برخی از نوشیدنی‌ها مانند نوشابه‌ها نیز هموژنیزه هستند. این فرآیند در این نوشیدنی‌ها با افزایش فشار بر مخلوط انجام می‌شود.
امولسیفایر چیست؟
امولسیفایر یا عامل امولسیون کننده، مواد شیمیایی هستند که به برخی مخلوط‌های ناهمگن اضافه می‌شوند تا ذرات آن‌ها پایدار شده و به صورت امولسیون باقی بمانند. این عوامل و مواد شیمیایی، پایداری سینتیکی مخلوط را افزایش می‌دهند. برای مثال، سورفکتانت‌ها یکی از انواع امولسیفایرها هستند که میزان پایداری مخلوط‌های مایع در مایع یا جامد در مایع را افزایش می‌دهند. از سورفکنانت‌ها در مواد شوینده و مایع‌های شوینده ساتفاده می‌شود. همچنین از امولسیفایرها به شکلی گسترده در صنایع غذایی استفاده می‌شود.
سفیده تخم مرغ موجود در سس مایونز به عنوان امولسیفایر عمل کرده و به آن پایداری می‌دهد. از دیگر انواع امولسیفایرها می‌توان به سدیم فسفات، سدیم استئاریل لاکتیلات، لستین سویا و … اشاره کرد.
یادگیری شیمی هشتم با فرادرس
شیمی علوم پایه هشتم یکی از کتبی است که به شکلی کامل به توضیح مباحثی چون مواد خالص و ناخالص، انواع مخلوط‌ها، مخلوط‌های همگن و ناهمگن، محلول‌ها، کلوئیدها، سوسپانسیون‌ها و … می‌پردازد. همچنین در این پایه با مسائلی همچون کاربرد مخلوط‌ها، انحلال پذیری و روش‌های جداسازی نیز آشنا خواهید شد. پیشنهاد می‌کنیم برای یادگیری بهتر و عمیق‌تر این مفاهیم به مجموعه فیلم آموزش دروس پایه هشتم، بخش شیمی علوم هشتم مراجعه کنید که با زبانی ساده ولی کاربردی به توضیح این مسائل می‌پردازد.
همچنین با مراجعه به فیلم‌های آموزش فرادرس که لینک آن‌ها در ادامه آورده شده است، می‌توانید به آموزش‌های بیشتری در زمینه مخلوط ناهمگن در شیمی هشتم دسترسی داشته باشید.
- فیلم آموزش شیمی دبیرستان نکته و حل تست کنکور
- فیلم آموزش علوم تجربی پایه هشتم بخش زیست و زمین شناسی
- فیلم آموزش ریاضی پایه هشتم
جمع‌بندی
در این مطلب از مجله فرادرس آموختیم مخلوط ناهمگن چیست و چه ویژگی‌هایی دارد. مخلوط ناهمگن از ترکیب دو یا تعداد بیشتری ماده تشکیل شده است که از لحاظ شیمیایی بایکدیگر واکنش نداده‌اند و ویژگی‌های شیمیایی خود را حفظ میکنند. ساختار این مخلوط‌ها یکنواخت نیست و قسمت‌های مختلف این مخلوط‌ها ممکن است خواص متفاوتی داشته باشد. اجزای این مخلوط‌ها اندازه‌ای بزرگتر از ۱ نانومتر دارند و می‌توان آن‌ها را با چشم یا میکروسکوپ مشاهده کرد. جداسازی اجزای این مخلوط‌ها با روش‌های فیزیکی راحت است. مخلوط‌های ناهمگن از دو نوع معلق و غیرمعلق تشکیل شده اند و مخلوط‌های معلق نیز خود به دو دسته سوسپانسیون‌ها و کلوئیدها تقسیم می‌شوند.
مثال‌های مخلوط‌های ناهمگن مخلوط آب و ماسه، شیر، مه، خامه هم‌زده و .. هستند.
نوشته مخلوط ناهمگن چیست؟ – به زبان ساده + توضیح و مثال اولین بار در فرادرس – مجله. پدیدار شد.
source