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      日常生活中的 5 個不混溶液體示例

      水油

      將不同的物質混合在一起是我們每天都在做的事情。我們在化學實驗室進行的大多數實驗通常需要混合兩種或多種不同的液體。如果任何兩種液體以任何濃度以所有比例混合形成均質溶液,則稱它們是可混溶的. 簡單來說,混溶性是兩種液體可以以任何比例完全溶解的特性。相比之下,如果混合物在一定比例下不形成溶液,則稱任何兩種液體是不混溶的。

      當同一液體的分子之間的吸引力大于兩種不同液體的分子之間的吸引力時,液體往往是不混溶的。這樣的系統由兩相組成,盡管它通常被稱為混合物。因為根據定義,不混溶的液體不會相互作用。當放在同一個容器中時,它們將彼此完全獨立地蒸發。換句話說,每種液體都將貢獻其自身特有的平衡蒸氣壓,而不管其他液體的存在。因此,混合物施加的總壓力是兩種不同液體的平衡蒸氣壓力之和。如果你在一個封閉的燒瓶中有兩種不混溶的液體并保持一切靜止,那么你測量的蒸氣壓將只是漂浮在頂部的那一種的蒸氣壓。

      打破液體分子之間現有的鍵并形成新鍵所需的能量稱為焓。通常用作溶劑的液體的極性是一種可以防止因焓混合的特性。極性液體的分子具有正負兩端,它們相互吸引形成強大的分子間鍵。非極性液體通過弱范德華力保持在一起。具有相似極性的液體可以混合,但低極性分子無法克服高極性液體中的強鍵,因此它們保持分離。

      文章索引(點擊跳轉) 

      1.油和水

      “油和水”可能是最常見的兩種不混溶液體的例子。無論您將油和水混合多少,它們都不會混合。發生這種情況的原因是油和水分子的化學性質?;瘜W中有一句流行的說法是“同類相溶”。這意味著極性液體(如水)溶解在其他極性液體中,而非極性液體(通常是有機分子)相互混合良好。

      每個水分子都是極性的,因為它具有彎曲的形狀,其中帶負電荷的氧原子與分子兩側的帶正電荷的氫原子相連。水在不同水分子的氧和氫原子之間形成氫鍵。當水遇到非極性油分子時,它會粘在自己身上而不是與有機分子混合。這就是為什么我們需要肥皂或液體肥皂溶液來清潔我們用于烹飪的餐具。肥皂可以清潔油脂,因為肥皂分子的一端是極性的,因此可溶于水,而另一端是非極性的,因此類似于油脂。肥皂分子圍繞著油脂,將水溶性部分留在外面,因此水可以幫助洗掉油脂。因此,肥皂分子提供了兩種物質之間的聯系,否則這兩種物質是不混溶的。

      重要的是要注意,不混溶性不能解釋為什么油會漂浮在水面上。油漂浮在水面上,因為它的密度較小或比重較低。然而,油和水的不混溶性與密度的差異無關。肥皂可以清潔油脂,因為肥皂分子的一端是極性的,因此可溶于水,而另一端是非極性的,因此類似于油脂。肥皂分子圍繞著油脂,將水溶性部分留在外面,因此水可以幫助洗掉油脂。因此,肥皂分子提供了兩種物質之間的聯系,否則這兩種物質是不混溶的。

      2.煤油和水

      煤油與水

      煤油,也稱為石蠟,是一種從石油中提取的可燃烴液體。它被廣泛用作航空和家庭的燃料。它是一種低粘度透明液體,由 10 至 16 個碳鏈碳氫化合物制成,由石油在 150 至 250 °C 的分餾中獲得。與許多其他碳氫化合物一樣,煤油也與水不混溶。大多數碳氫化合物是非極性化合物。這些化合物不能將水分子從它們的氫鍵網絡中吸引出來。當在容器中混合在一起時,煤油和水在放入同一容器時將保持為兩個獨立的層。此外,煤油的重量或密度比水輕,具有浮力。如果你取水并滴幾滴煤油,那么煤油就會浮起來。煤油和水的不混溶性在化學中起著重要作用。在 X 射線晶體學中,煤油可用于儲存晶體。當水合晶體留在空氣中時,脫水可能會緩慢發生。這使得水晶的顏色變得暗淡。煤油可以保持晶體的完整形態。

      3. 汽油(汽油)和水

      水和汽油

      在雨季,擁有汽車的人最關心的一個問題就是如果水沖進油箱,可能會對發動機造成傷害?,F代汽車具有良好的防水密封性。但是,水確實有可能進入汽車的油箱。那么如果水進入油箱怎么辦?汽油或汽油是一種源自石油的透明易燃液體,主要用作大多數火花點火內燃機的燃料。它主要由石油分餾獲得的有機化合物組成,并添加了多種添加劑。像許多其他碳氫化合物一樣,汽油(汽油)和水不會相互混合,因為它們具有兩種不同的密度。汽油也非常疏水,不太喜歡水??梢試L試混合它們,但它們最終會再次分離。汽油的密度比水小,所以水沉到底部,汽油浮在水面上。這樣做的好處是,如果水意外進入油箱內,它會大部分沉淀在儲備部分,從而避免發動機出現任何故障。

      4. 玉米糖漿和植物油

      另一個最常見的例子是玉米糖漿和植物油。玉米糖漿是將玉米磨成玉米淀粉,然后將玉米淀粉通過酸水解過程制成的甜糖漿。玉米糖漿的密度約為 1.4 g/mL。玉米糖漿幾乎完全由葡萄糖(一種糖)制成。密度是化學中的一個重要概念,它被定義為每單位體積物體的質量。密度是物質的一種物理性質,它描述了物質的原子或分子的緊密程度。用于計算密度的公式是 d = m/v,其中 d 是密度,m 是物體的質量,v 是物體的體積??茖W家以不同的方式使用密度。他們用它來識別未知物質并分離不同的液體。如果將具有較低密度的溶液添加到具有較大密度的溶液中,則較不稠密的溶液將停留在較稠密的溶液之上。相反,如果將密度較大的溶液加入到密度較低的溶液中,密度較高的溶液自然會落到底部。植物油的密度約為 0.8 g/mL。因此,當混合在一起時,玉米糖漿會沉淀下來,植物油會浮在上面。 

      5. 蠟和水

      如果您訪問一家家居裝飾店,您可能會遇到一種有趣的燈,稱為熔巖燈。它們也是不混溶液體的一個有趣例子。該燈由玻璃容器內的特殊彩色蠟混合物組成,其余部分包含透明或半透明液體。熔巖燈的工作主要取決于三個方面:密度、不混溶性和對流. 在不混溶液體的任何混合物中,每種不混溶液體稱為相。具有兩種不混溶液體的混合物稱為雙相混合物。具有兩種以上不混溶液體的混合物稱為多相混合物。當你看到這些球在熔巖燈中漂浮時,你看到的是一種雙相混合物。在室溫下,這些小球比周圍的液體密度要大一些。這就是為什么他們坐在燈的底部。但是當你打開燈時,球體就會變熱。分子移動得更快。這些小球變得比周圍的液體密度小。它們上升并開始漂浮。熔巖燈的設計使得頂部的溫度比底部的溫度低一些。當分子到達頂部時,它們會冷卻下來并失去能量,然后靠得更近。所以,當一個小球到達熔巖燈的頂部時,它收縮。它變得比周圍的液體更稠密并開始下沉。當它到達底部時,整個循環重復。熔巖燈是對流的一個例子。由于密度的變化,對流會導致液體和氣體上升和下降。你周圍到處都是對流,即使在地殼中也是如此。

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