Некоторые жидкости легко смешиваются, как идеальные партнеры. Например, алкогольные напитки, такие как виски, вино и пиво, представляют собой смесь воды и алкоголя. Другие жидкости вообще не смешиваются. Например, если вы встряхнете бутылку, полную масла и воды, вы можете заставить их перемешаться, но как только вы вернете бутылку на полку, они разделятся. Жидкости, которые не смешиваются и остаются смешанными, считаются несмешиваемыми.
Как растворяется как
Подобное растворяется подобным - это простое практическое правило, которое используют химики при оценке степени растворимости соединения. вероятно, находится в данном растворителе, и то же правило справедливо для определения того, являются ли две жидкости смешиваемый. Правило связано с тем, как атомы делят электроны. Кислород и азот гораздо более эгоистичны, чем углерод или водород, поэтому молекулы, содержащие кислород или азот, связанные с углеродом или водородом, имеют области, в которых электроны распределены неравномерно; эта часть молекулы называется полярной. Области, состоящие преимущественно из углерода и водорода, напротив, неполярны, потому что электроны здесь распределены более поровну. Атом азота или кислорода с присоединенным к нему атомом водорода настолько полярен, что может образовывать слабые связи, называемые водородными связями, с атомами кислорода или азота на других молекулах.
Подобное растворяется, подобное говорит о том, что жидкости, вероятно, будут хорошо перемешиваться, если они будут иметь одинаковую полярность и способность связывать водород. Чем больше они похожи по этим двум характеристикам, тем больше вероятность, что они будут хорошо смешиваться. Напротив, жидкости, которые значительно различаются по этим характеристикам, скорее всего, не могут быть смешаны.
Вода и углеводородные растворители
Как и следовало ожидать от принципа подобное растворяется-подобное, растворители на основе воды и углеводородов обычно не смешиваются. Общие примеры включают гексан (C6H14), толуол (C7H8) и циклогексан (C6H12). Бензин представляет собой смесь углеводородных растворителей, таких как гексан, поэтому бензин и вода не смешиваются. Толуол является обычным растворителем в разбавителях для красок и других промышленных химикатах, которые также плохо смешиваются с водой.
Вода и масло
Пожалуй, наиболее распространенный пример несмешивающихся жидкостей - масло и вода. Растительные масла производятся из жиров; они действительно содержат атомы кислорода как часть так называемой сложноэфирной группы, но атомы кислорода не имеют присоединенных к ним атомов водорода; поэтому, хотя эти атомы кислорода могут принимать водородные связи, у них нет водорода, который они могут использовать для образования водородной связи с другой молекулой. Также подавляющее большинство молекул жира - углеводороды, поэтому большая часть молекулы неполярна. Вот почему молекулы жира очень плохо смешиваются с водой.
Метанол и углеводородные растворители
Как и вода, другие высокополярные растворители, как правило, не смешиваются с чистыми углеводородными растворителями. Гексан, например, не будет смешиваться с высокополярным метанолом (CH3OH) или ледяной уксусной кислотой (C2H4O2), потому что он не имеет способности образовывать водородные связи с этими молекулами и слишком неполярен. Диметилсульфоксид - еще один полярный растворитель, который хорошо смешивается с водой, но не смешивается с гексаном, циклогексаном и другими распространенными углеводородными растворителями.