أمثلة على السوائل غير القابلة للامتزاج

تختلط بعض السوائل بسهولة مثل الرفقاء المثاليين. المشروبات الكحولية مثل الويسكي والنبيذ والبيرة ، على سبيل المثال ، كلها خليط من الماء والكحول. السوائل الأخرى لا تختلط على الإطلاق. إذا رجت زجاجة مليئة بالزيت والماء ، على سبيل المثال ، يمكنك جعلهما يمتزجان ولكن بمجرد إعادة الزجاجة إلى الرف ، سينفصل الاثنان. يقال إن السوائل التي لا تختلط وتبقى مختلطة غير قابلة للامتزاج.

مثل يذوب مثل هي قاعدة بسيطة يستخدمها الكيميائيون عند تقييم مدى قابلية المركب للذوبان من المحتمل أن تكون في مذيب معين ، وتنطبق نفس القاعدة على تحديد ما إذا كان هناك سائلين امتزاج. تتعلق القاعدة بكيفية مشاركة الذرات للإلكترونات. الأكسجين والنيتروجين أكثر أنانية من الكربون أو الهيدروجين ، لذا فإن الجزيئات التي تحتوي على الأكسجين أو النيتروجين مرتبطة بمناطق الكربون أو الهيدروجين حيث يتم مشاركة الإلكترونات بشكل غير متساو ؛ يقال إن هذا الجزء من الجزيء قطبي. على النقيض من ذلك ، فإن المناطق المكونة في الغالب من الكربون والهيدروجين غير قطبية لأن الإلكترونات هنا مشتركة بشكل متساوٍ. ذرة نيتروجين أو أكسجين مع ذرة هيدروجين مرتبطة بها قطبية بحيث يمكنها تكوين روابط ضعيفة تسمى روابط الهيدروجين مع ذرات الأكسجين أو النيتروجين على جزيئات أخرى.

مثل يذوب مثل يقول أن السوائل من المحتمل أن تمتزج جيدًا إذا كانت لديهم نفس القطبية وقدرة الارتباط الهيدروجين. وكلما كانت أكثر تشابهًا من حيث هاتين الخاصيتين ، زاد احتمال مزجهما جيدًا. على النقيض من ذلك ، من المحتمل أن تكون السوائل التي تختلف اختلافًا كبيرًا من حيث هذه الخصائص غير قابلة للامتزاج.

تمامًا كما تتوقع من مبدأ يشبه الذوبان ، تميل المذيبات المائية والهيدروكربونية إلى أن تكون غير قابلة للامتزاج تمامًا. تشمل الأمثلة الشائعة الهكسان (C6H14) والتولوين (C7H8) والهكسان الحلقي (C6H12). البنزين عبارة عن خليط من المذيبات الهيدروكربونية مثل الهكسان ، وهذا هو سبب عدم اختلاط البنزين والماء. التولوين هو مذيب شائع في مخففات الطلاء والمواد الكيميائية الصناعية الأخرى ، وعادة ما تختلط بشكل سيئ مع الماء أيضًا.

ربما يكون المثال الأكثر شيوعًا للسوائل غير القابلة للامتزاج هو الزيت والماء. الزيوت النباتية مصنوعة من الدهون. تحتوي هذه الذرات على ذرات الأكسجين كجزء مما يسمى مجموعة استر ، لكن ذرات الأكسجين لا تحتوي على هيدروجين ملحقة بها ؛ لذلك في حين أن ذرات الأكسجين هذه يمكن أن تقبل الروابط الهيدروجينية ، إلا أنها لا تحتوي على الهيدروجين الذي يمكنها استخدامه لتكوين رابطة هيدروجينية مع جزيء آخر. كما أن الغالبية العظمى من جزيء الدهون عبارة عن هيدروكربون ، لذا فإن معظم الجزيء غير قطبي. هذا هو السبب في أن جزيئات الدهون تميل إلى الاختلاط بشكل سيء مع الماء.

تمامًا مثل الماء ، تميل المذيبات الأخرى عالية القطبية إلى أن تكون غير قابلة للامتزاج مع المذيبات الهيدروكربونية النقية. الهكسين ، على سبيل المثال ، لن يختلط مع الميثانول عالي القطبية (CH3OH) أو حمض الخليك الجليدي (C2H4O2) لأنه لا يمتلك القدرة على تكوين روابط هيدروجينية مع هذه الجزيئات وهو غير قطبي للغاية. ثنائي ميثيل سلفوكسيد هو مذيب قطبي آخر يمتزج جيدًا بالماء ولكنه لا يختلط مع الهكسان أو الهكسان الحلقي ومذيبات الهيدروكربون الشائعة الأخرى.