Hangi sıvılar birbirlerine karışmaz? Karışmayan sıvıların özellikleri ve örnekleri, neden karışmadıklarının bilimsel açıklaması.
İki sıvının karışması için, sıvılar içindeki moleküller arasındaki çekiciliği kıran enerjinin, entalpi olarak bilinen iki sıvı karıştığında salınan enerji ile aşılması gerekir. Solvent olarak yaygın olarak kullanılan sıvılardaki polarite, entalpi nedeniyle karışmayı önleyebilen bir özelliktir. Polar sıvılar, moleküller arası güçlü bağlar oluşturmak için pozitif ve negatif uçlu moleküllere sahiptir. Polar olmayan sıvılar daha zayıf van der Waals kuvvetleri tarafından bir arada tutulur. Benzer polaritelere sahip sıvılar karışabilir, ancak düşük polariteli moleküller daha yüksek polariteli bir sıvıdaki güçlü bağların üstesinden gelemez, bu nedenle ayrı kalırlar.
Yağ ve Su
Karışmayan sıvıların klasik örneği yağ ve sudur. Su çok polar; molekülün pozitif hidrojen ucu, başka bir su molekülünün negatif oksijen ucu ile özellikle güçlü hidrojen bağları oluşturur. Bu örnekteki yağ herhangi bir sıvı yağ veya hatta motor yağı olabilir. Yağ, polar olmayan bir moleküldür, bu nedenle iki sıvıyı bir araya getirdiğinizde karışmazlar. Entalpiye ek olarak, su, entropinin hidrofobik etki olarak bilinen şeyin karışmasını önlediği özel bir durumdur.
Pentan ve Asetik Asit
Kutupluluk bir değerden ziyade bir sürekliliktir. Pentan beş karbonlu bir hidrokarbondur ve polarite indeksi sıfırdır. Asetik asit sirkeyi ekşitir ve orta derecede yüksek polarite indeksine sahiptir 6.2. Saf asetik asit, polar sıvılar ve ksilen ve toluen gibi bazı polar olmayan sıvılarla karışabilir, ancak pentan ve heksan gibi çok polar olmayan sıvılarla karışamaz. Entalpi bu iki sıvıyı birbirinden uzak tutar.
Erimiş Gümüş ve Kurşun
Karışmayan sıvıların tüm örnekleri oda sıcaklığında sıvı değildir. Örneğin, erimiş kurşun sadece yüzde 1,6 çinko emebilir ve erimiş çinko sadece yüzde 1,2 kurşun emebilir, fonksiyonel olarak karışmaz. Burada elektronegatifliğe bağlı entalpinin bir ölçüsü olan Gibbs serbest enerjisi arasındaki fark, metalleri bölen şeydir. Bu özel karışmayan sıvı kümesi endüstriyel olarak önemlidir, çünkü gümüş, çinkoda kurşundan çok daha karışabilir olduğundan, kurşun cevherlerinden gümüş çıkarmak için çinko kullanılır.
Demir Sülfürler ve Magmadaki Silikatlar
Karışmayan sıvılar bile bazı jeolojik özellikler oluşturur. Demir sülfür ve magma silikat karışmaz çünkü ayrı minerallerin Gibbs serbest enerjisi, karışımın Gibbs serbest enerjisinden daha azdır. Bu damlacıklar, demir sülfatta karışabilen bakır, nikel ve platin grubu metaller gibi diğer mineralleri temizleyebilir. Yeterli demir sülfat magması olduğunda, damlacıklar bir tabaka oluşturmak üzere birleşerek magma soğurken metal birikintileri oluşturur.