مخلوط ناهمگن: مخلوطی که اجزای آن به طور یکنواخت پخش نشده‌اند.

مخلوط ناهمگن: جهان نابرابر مخلوط‌ها

مخلوط ناهمگن چیست و چگونه آن را تشخیص دهیم؟

در علم شیمی، مخلوط به موادی گفته می‌شود که از ترکیب دو یا چند مادهٔ خالص بدون تغییر شیمیایی به وجود می‌آید. حالا این مخلوط‌ها دو دسته اصلی دارند: همگن و ناهمگن. مخلوط ناهمگن¹ دقیقاً نقطه مقابل مخلوط همگن است. در این نوع مخلوط، اجزا به صورت یکنواخت در سراسر مخلوط پخش نشده‌اند. این یعنی ممکن است در یک قسمت از مخلوط، مقدار یکی از مواد بیشتر و در قسمت دیگر کمتر باشد یا حتی کاملاً جدا از هم باشند.

تشخیص مخلوط ناهمگن معمولاً بسیار ساده است. اگر به راحتی بتوانی مواد تشکیل‌دهنده آن را از هم تشخیص دهی، با یک مخلوط ناهمگن طرف هستی. این تشخیص اغلب با چشم غیرمسلح ممکن است. مثلاً وقتی به یک سالاد ماکارونی نگاه می‌کنی، به راحتی ماکارونی، ذرت، نخودفرنگی و سس را می‌بینی. اما گاهی اوقات ذرات آنقدر ریزند که برای دیدن تفاوت‌ها نیاز به میکروسکوپ است، مانند شیر که مخلوط ناهمگنی از آب، چربی و پروتئین است. به این نوع، مخلوط ناهمگن ریز یا کلوئیدی² گفته می‌شود.

انواع اصلی مخلوط‌های ناهمگن

مخلوط‌های ناهمگن را می‌توان بر اساس اندازه ذرات و وضعیت ظاهری آن‌ها به دسته‌های زیر تقسیم کرد:

روش‌های جداسازی: چگونه اجزای یک مخلوط ناهمگن را از هم جدا کنیم؟

یکی از مهم‌ترین کاربردهای شناخت مخلوط‌های ناهمگن، یادگیری روش‌های جداسازی اجزای آن‌هاست. هر روش بر اساس یک تفاوت فیزیکی بین اجزا کار می‌کند. در جدول زیر مهم‌ترین این روش‌ها را می‌بینیم:

به عنوان مثال، اگر بخواهی نمک و ماسه مخلوط شده را از هم جدا کنی، می‌توانی از روش‌های زیر استفاده کنی: ابتدا مخلوط را در آب بریز. نمک در آب حل می‌شود (یک مخلوط همگن درست می‌کند) اما ماسه حل نمی‌شود (یک مخلوط ناهمگن با آب تشکیل می‌دهد). حالا با صاف کردن، ماسه را جدا کن. سپس آب نمک باقی‌مانده را با حرارت دادن (تبخیر) خشک کن تا بلورهای نمک به دست آیند.

مخلوط‌های ناهمگن در زندگی روزمره: از آشپزخانه تا صنعت

مخلوط‌های ناهمگن همه‌جا هستند. بیا نگاهی به اطرافمان بیندازیم:

در آشپزخانه: سوپ مرغ با تکه‌های هویج و مرغ، نوشیدنیهای دارای پالپ میوه (مثل آب پرتقال با پالپ)، نان با دانه‌های کنجد یا جو، مخلوط روغن و سرکه در سس قبل از همزدن، همه مثال‌هایی ساده هستند. حتی شیر که به نظر همگن می‌رسد، یک کلوئید است. چربی‌های شیر اگر مدتی بمانند، روی آن جمع می‌شوند (خامه بستن).

در طبیعت: خاک یک مخلوط ناهمگن عالی از مواد معدنی، سنگ‌ریزه، هوا، آب و مواد آلی است. مه و ابر، مخلوط ناهمگنی از قطرات ریز آب در هوا هستند. آب رودخانه‌های گل‌آلود یک سوسپانسیون است.

در صنعت: بسیاری از مواد ساختمانی مانند بتن (مخلوط سیمان، آب، ماسه و شن)، آسفالت جاده‌ها و حتی برخی داروها به صورت مخلوط ناهمگن ساخته می‌شوند. فرآیند تصفیه آب نیز بر اساس جداسازی مخلوط‌های ناهمگن (مانند صاف کردن مواد معلق) کار می‌کند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

¹ مخلوط ناهمگن (Heterogeneous Mixture): مخلوطی که ترکیب و خواص آن در همه نقاط یکسان نیست.
² کلوئید (Colloid): نوعی مخلوط ناهمگن با ذرات بسیار ریز (بین 1-1000 نانومتر) که در محیط پراکنده شده‌اند و به راحتی ته‌نشین نمی‌شوند.
³ لایه‌بندی (Layering): جدا شدن اجزای یک مخلوط بر اساس چگالی متفاوت و تشکیل لایه‌های مجزا.
⁴ ته‌نشینی (Sedimentation): فرآیند تهنشین شدن ذرات جامد در یک مایع یا گاز به دلیل نیروی گرانش.
⁵ سوسپانسیون (Suspension): مخلوط ناهمگنی از یک جامد در یک مایع که ذرات جامد به مرور زمان ته‌نشین می‌شوند.
⁶ امولسیون (Emulsion): مخلوط ناهمگن دو یا چند مایع که معمولاً در یکدیگر حل نمی‌شوند.
⁷ صاف کردن یا فیلتراسیون (Filtration): روشی برای جداسازی ذرات جامد از یک مایع یا گاز با عبور دادن از یک محیط متخلخل.
⁸ سَرْریز کردن (Decantation): روش جداسازی که در آن پس از ته‌نشینی، مایع شفاف بالایی را به آرامی از روی رسوب خالی می‌کنند.
⁹ سانتریفیوژ (Centrifuge): دستگاهی که با چرخش سریع، نیروی گریز از مرکز ایجاد می‌کند و باعث می‌شود ذرات سنگین‌تر سریع‌تر تهنشین شوند.
¹⁰ یکنواختی (Uniformity): حالتی که در آن ترکیب و خواص در همه جای یک ماده یکسان باشد.