فصل چهارم دسته بندي مواد، مخلوط

در يك مخلوط هر جزء ويژگي هاي خود را حفظ مي كد. به عبارت ديگر مخلوط شدن يك ماده با ماده ديگر بر ويژگي هاي آن ماده تأثيري ندارد. براي نمونه نمك چه به تنهايي و چه به صورت مخلوط با ماسه مزه ي شور دارد و در آب حل مي شود.

انواع مخلوط
مخلوط ها دو نوعند
ناهمگن و همگن
‌مخلوط ناهمگن به مخلوطي مي گويند كه اجزاي سازنده آن بطور يكنواخت در همه جا پخش نشده اند و در بيشتر موارد نيز مي توان همه يا شماري از اجزاي مخلوط را به آساني از يكديگر تشخيص داد.

دو ويژگي مهم مخلوط هاي ناهمگن عبارتند از :
1- قابل تشخيص بودن اجزا
2- پخش غيريكنواخت و جزء در مخلوط را به خوبي نشان مي دهد.

مخلوط هاي همگن: نوع ديگري از مخلوط ها هستند كه در آ ها اجزاي سازنده بطور يكنواخت د رهمه جا پخش شده اند و نمي توان هر جزء را به آساني از يكديگر تشخيص داد. به مخلوط هاي همگن محلول هم مي گويند.

ماده ي خالص : همه مواد شناخته شده يا موجود در طبيعت مخلوط نيستند. نوع ديگري از ماده نيز وجود دارد كه تنها از يك جزء‌ ساخته شده است.
به چنين موادي ماده خالص مي گويند. مثلاً آب مقطر يك ماده خالص است . زيرا تنها از مولكول هاي اتمي آب (H2O) تشكيل شده است . جيوه هم از انباشته شدن اتم هاي جيوه ساخته شده است. بنابراين مي توان آن را نيز يك ماده خالص در نظر گرفت.

عنصر ماده خالصي است كه ذره هاي سازنده آن اتم يا مولكول هايي هستند كه از اتم هاي يكسان ساخته شده اند. بنابراين جيوه و اكسيژن هر دو عنصر به شمار مي آيند. تركيب نيز ماده خالصي است كه ذره هاي سازنده آن از اتصال دو يا چند اتم متفاوت ساخته شده اند. بنابراين آب مقطر يك تركيب به شمار مي آيد. در ساختار مولكول هاي آب دو نوع اتم به چشم مي خورد. از آن جا كه اكسيژن و هيدروژن هر دو عنصر هستند. مي توان نتيجه گرفت كه تركيب ها از به هم پيوستن اتم عنصرها به وجود مي آيند.

فلزها و نافلزها : بطور كلي عنصرها را به دو دسته فلز و نافلز تقسيم مي شوند. مس،‌آهن، آلومينيوم، اورانيوم و طلا نمونه هاي آشنايي از فلزها هستند. فلزها سطح براق و درخشاني دارند. چكش خوارند يعني به راحتي مي توان با ضربه آن ها را شكل داد و به صورت ميله (مفتول) و يا هر شكل ديگري ورقه درآورد.
همه ي فلزها جريان برق و گرما را به خوبي از خود عبور مي دهند. به همين دليل آن ها را رسانا مي نامند. در ميان 109 عنصر شناخته شده 84 فلز وجود دارد.

نافلزها بر خلاف فلزها رساناي خوبي براي جريان برق و گرما نيستند. به اين علت آنها را نارسانا يا عايق مي گويند. اغلب نافلزها در حالت جامد شكننده اند و بر اثر ضربه به آساني خرد مي شوند. هم چنين بيشتر آن ها ظاهري غيرشفاف دارند. گوگرد كربن و يد از جمله سرشناس ترين نافلزها هستند.

ناخالصي :
بيشتر مواد موجود در طبيعت به صورت مخلوط هستند. خالص ترين ماده نيز همواره مقادير بسيار ناچيزي رااز برخي مواد ديگر به همراه دارد. به اين مواد همراه ناخالصي مي گويند. ناخالصي هاي موجود در يك ماده خالص از خلوص يا ميزان خالص بودن آن ماده مي كاهند. هر چه ناخالصي هاي يك ماده كمتر باشد آن ماده را خالص تر مي گويند.
وجود ناخالصي در برخي فلزها سبب بهبود ويژگي هاي آن ها مي شود. براي نمونه طلا به حالت عنصري فلزي نرم و بسيار مشكل پذير است. افزايش طلا و نقره و مس به طلا استحكام مي بخشد، به اينگونه مواد كه از مخلوط كردن دو يا چند فلز بدست مي آيند آلياژ يا همجوشه مي گويند. با توجه به آنچه تا به حال گفته شده است، مي توان مواد موجود در طبيعت را به صورت زير دسته بندي كرد:

محلول ها : محلول يك مخلوط همگن است و مانند هر مخلوط ديگري حداقل از دو جزء تشكيل مي شود، حلال و حل شونده . در محلول شكر در آب، آب حلال و شكر حل شونده است. حلال مايعي است كه حل شونده را در خود حل مي كند. آب مهم ترين حلالي است كه تا به حال شناخته شده است. زيرا به فراواني يافت مي شود و مواد بسياري را در خود حل مي كند. ماده حل شونده مي تواند جامد مايع و گاز باشد.
در اين جدول با برخي محلول ها آشنا مي شويد:

در محلول هاي مايع در مايع، مانند محلول آب و الكل هر دو جزء مي توانند به هر مقدار با هم مخلوط شوند.

انحلال ناپذيري :
اگر هنگام تهيه شكر در آب، افزودن شكر را ادامه دهيد. پس از مدتي خواهيد ديد كه ديگر شكر در آب حل نمي شود و مقداري از آن در ته ليوان باقي مي ماند، به چنين مخلوطي محلول سيرشده مي گويند. در يك دماي معين، همواره فقط مقدار ثابتي از يك حل شونده مي تواند در حجم معيني آب حل شود تا محلول سير شده اي بدست آيد. به اين خاصيت حل شونده انحلال پذير، قابليت حل شدن در آب مي گويند. مواد بسياري وجود دارند كه به مقدار بسيار ناچيزي در آب حل مي شوند. درواقع اين مقدار آن چنان ناچيز است كه مي توان اين مواد را در آب نامحلول در نظر گرفت. مثلا گچ در آب نامحلول است.

اثر دما بر انحلال پذيري : تجربه نشان مي دهد كه به هنگام حل كردن شكر در آب هر چه آب گرم تر باشد مقدار بيشتري شكر در آن حل مي شود. در واقع مي توان نتيجه گرفت كه انحلال پذيري شكر بر اثر افزايش دما زياد شده است.
تجربه نشان مي دهد كه با سردشدن تدريجي اين محلول، (محلول داغ شكر در آب) شكر اضافي آهسته آهسته به صورت بلور از محلول جدا مي شود. از اين خاصيت براي توليد بسياري از مواد بلوري استفاده مي شود.

حل شدن گازها در آب: گازها نيز مانند برخي جامدها و مايع ها در آب حل مي شوند. هوا كه مخلوطي از چند گاز است تا حدودي در آب حل مي شود. ماهي ها از هواي حل شده در آب براي تنفس استفاده مي كنند. عوامل متعددي بر حل شدن گازها در آب اثر مي گذارد.

جداسازي اجزاي يك مخلوط: همان طور كه مي دانيد در اثر مخلوط شدن دو يا چند ماده تغييري در خواص آنها بوجود نمي آيد. از اين ويژگي مهم مخلوط مي توان براي جداكردن اجزاي سازنده ي آن استفاده كرد. جداسازي اجزاي يك مخلوط زماني امكان پذير است كه اجزاي سازنده مخلوط حداقل در يك ويژگي با هم تفاوت زيادي داشته باشند.

روش هاي جداسازي: اجزاي يك مخلوط را به شيوه هاي گوناگوني مي توان از هم جدا كرد. صاف كردن ، سرريز كردن ،‌تبلور و تقطير از جمله مهمترين روش هاي جداسازي هستند.

صاف كردن : حتماً تا به حال كارگري را در حال غربال كردن شن ديده ايد. او با كمك يك غربال دانه ي ريز شن را از دانه هاي درشت آن جدا مي كند. به اين نوع جداسازي صاف كردن مي گويند. در اين روش همواره از وسيله اي براي صاف كردن استفاده مي شود. به اين وسيله صافي مي گويند در جداسازي دانه هاي ريز و درشت شن از يكديگر غربال نقش يك صافي را دارد.
سرريز كردن :
يك بار هنگام شستن برنج كنار مادر خود بايستيد و كار او را از نزديك نگاه كنيد. او پس از مخلوط كردن آب و برنج چگونه برنج را جدا مي كند؟ به اين روش جداسازي سرريزكردن مي گويند. براي مثال، اگر در يك مخلوط دوتايي يك جزء سنگين تر از جزء ديگر باشد، جزء سنگين تر در زير جزء سبك تر قرار مي گيرد.

تبلور :جدا شدن ماده ي حل شونده از محلول بر اثر سردشدن محلول داغ را تبلور مي گويند.

تقطير:اجزاي سازنده مخلوطي از دو يا چند مايع را مي توان به روش تقطير از يكديگر جدا كرد. همانطور كه مي دانيد محلول الكل در آب يك محلول مايع در مايع است براي جداكردن الكل از آب از روش تقطير استفاده مي شود.

فكر كنيد
هواي پاك و تميز ، بطور عمده مخلوطي از گازهاي اكسيژن ، نيتروژن، كربن دي اكسيد،‌آرگون و مقداري بخار آب است. 1- اين هوا چه نوع مخلوطي است، همگن يا ناهمگن ؟ چرا؟
مخلوط همگن . چون گازهاي تشكيل دهنده هوا به طور يكنواخت در همه جا پخش شده اند و نمي توان آن ها را به آساني از هم تشخيص داد.

2 – اطلاعات جمع آوري كنيد:
1 – آلياژ طلا را چگونه تهيه مي كنند؟
باتوجه به عيار طلا، طلا را با مقدار معيني نقره و مس حرارت داده و با يكديگر مخلوط مي كنند.
2 – چگونه طلاي واقعي را از بدل تشخيص مي دهند؟
باتوجه به مشخصات ظاهري و يا از سنگ محك و تيزاب استفاده مي كنند. براي تشخيص جسم مورد نظر را روي سنگ محك مي كشند تا اثري بر روي سنگ باقي گذارد. سپس از محلول تيزاب مقداري بر روي آن مي ريزند. اگر طلا، غيرواقعي باشد، اثر آن بر روي سنگ كاملاً محو مي شود ولي اگر طلا واقعي باشد اثر زرد رنگ روشني برجاي مي گذارد.