균질 혼합물

균질 혼합물의 특성

균질 혼합물(균일 혼합물이라고도 함)은 육안이나 돋보기와 같은 간단한 광학 기기로는 성분을 인식할 수 없다는 사실이 특징입니다. 개별 물질을 균질한 혼합물로 변환하거나 역 과정, 즉 혼합물을 개별 성분으로 분리하는 것은 혼합 및 분리라는 물리적 과정에 의해 발생합니다. 혼합물을 구성하는 모든 물질은 원래의 특성을 유지합니다. 그들은 그들 사이에 화학 결합이 없다는 사실이 특징입니다. 그러나 균질 혼합물의 성분은 서로 다른 물리적 상태를 가질 수 있습니다. 용액은 이러한 균질 혼합물의 예입니다. 이들의 주성분은 혼합물의 다른 성분이 용해(또는 분산)되는 용매입니다. 액체 용액에서 용매는 액체 형태이지만 기체 용액에서는 용매가 기체이고 금속 합금에서는 고체입니다.

균질 혼합물의 성분을 분리하는 방법

균질 혼합물은 물리적 방법을 사용하여 구성 요소를 결합하여 형성됩니다. 적절한 분리 방법의 선택은 주로 혼합물의 개별 성분의 물리적 상태에 따라 달라집니다. 혼합될 때 균질 혼합물의 구성 요소는 원래 특성을 유지합니다. 이러한 특성도 혼합물의 분리 방법에 영향을 미칩니다. 여기에는 밀도, 용해도 및 끓는점이 포함됩니다. 균질 혼합물을 분리하는 방법의 몇 가지 예가 아래에 제공되었습니다.

증류

증류는 균질 혼합물의 액체 성분을 분리하는 효과적인 방법입니다. 증류는 개별 성분의 상대적으로 낮은 끓는점과 열 안정성(고온에서 열화 방지)이 필요합니다. 개별 물질을 증류하려면 응축기에 연결된 증류 플라스크에서 혼합물을 서서히 가열해야 합니다. 온도가 점진적으로 증가하면 균질 혼합물의 후속 성분이 끓기 시작합니다(끓는점에 따라 순서대로). 그들은 액체 상태에서 증기 상태로 이동하여 응축기로 보내집니다. 내부에 흐르는 냉각수(역류)는 증기를 냉각시키고 응축시킵니다. 이렇게 하면 혼합물의 모든 성분이 증류됩니다.

결정화

결정화 과정은 증류의 반대입니다. 제어된 용매 증발을 통해 균질 혼합물의 구성 요소를 결정으로 침전시키는 데 사용됩니다. 결정화 공정의 첫 번째 단계에서는 포화 용액을 얻기 위해 가능한 한 많은 용매를 증발시켜야 합니다. 그런 다음 용액이 냉각됩니다. 온도가 낮아지면 과포화 상태가 되고 용액에 용해된 원래 물질의 결정이 천천히 성장하기 시작합니다. 엄격하게 정의되고 제어된 조건에서 결정화 공정은 큰 크기, 원하는 모양 및 고순도(심지어 99%이상)의 결정을 얻습니다.

흡착

균질 혼합물(기체 또는 액체)의 분리는 흡착에 의해서도 달성될 수 있습니다. 공정은 다른 성분(예: 혼합물의 성분)을 흡수하기 위해 특정 물질의 용량을 사용합니다. 이러한 "흡수제"를 흡착제라고 합니다. 그것은 물리적(물리적 흡착) 또는 화학적(화학적 흡착 또는 화학 흡착) 성질의 상호 작용의 결과로 흡착 물질(흡착되는 용해 물질)의 분자를 표면에 결합시킵니다. 고도로 발달된 비표면적을 가진 고체는 흡착제로 가장 많이 사용됩니다(분리 효율을 높임). 활성탄은 종종 이러한 목적으로 사용됩니다.

종이 크로마토그래피

균질한 혼합물의 성분을 분리하는 데 효과적으로 사용할 수 있는 크로마토그래피 기술입니다. 예를 들어 마커에서 잉크의 구성 요소를 분리할 수 있습니다. 이렇게 하려면 혼합물을 특수 크로마토그래피 용지(출발선)의 바닥에 적용해야 합니다. 그런 다음 적용된 혼합물이 있는 기판을 바닥에 용매(용리액이라고 함)가 채워진 챔버에 넣습니다. 모세관력 덕분에 용리액은 압지를 따라 상승하여 혼합물을 가져갑니다. 특정 구성 요소는 기판 및 용매와 다르게 상호 작용하여 결국 분리됩니다.

균질 혼합물: 예

휘발유는 액체 균질 혼합물의 일반적인 예입니다. 그것은 분자가 5에서 12개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소로 구성됩니다. 이들은 주로 알칸 을 포함하므로 포화 화합물입니다. 휘발유에는 또한 불포화 지방족 화합물(탄소 원자 사이에 이중 또는 삼중 결합이 있음)과 고리형 화합물이 포함되어 있습니다. 인간의 삶에 필수적인 균질 혼합물 은 공기입니다. 깨끗하고 오염되지 않은 공기는 다양한 원소와 화합물의 조합입니다. 기본 구성 요소에는 질소, 산소 및 비활성 가스 가 포함됩니다. 이 가스 혼합물의 나머지 구성 요소는 여러 요인에 따라 함량이 다릅니다. 여기에는 일산화탄소(IV), 오존, 황 및 질소 산화물, 수증기, 수소 및 메탄이 포함됩니다. 용매에 용해된 염의 화학 용액 도 균질 혼합물입니다. 이러한 혼합물의 예는 염수입니다. 염화나트륨(식염)을 물에 녹이는 물리적 과정의 결과로 형성됩니다. 소금물은 예를 들어 식품 산업에서 널리 사용됩니다. 각 성분(NaCl 및 H ₂ O)의 양은 용액의 농도를 표시하여 지정할 수 있습니다.