混合物

化学

hùn hé wù

混合物是两种或多种物质经物理混合而成,彼此未发生化学键合,可用物理方法分离。

Visualization

Definition

混合物是两种或多种物质搅拌混合在一起,但并未结合成新物质;每种成分仍保持自身的性质,并且可以重新被分离出来。混合物的各组分都是纯净物,按任意比例经物理方式结合,彼此之间没有化学键;混合物可分为均匀混合物(如盐水,整体一致)和不均匀混合物(如水中的沙子,各部分肉眼可分辨)两类。混合物的性质通常介于各组分之间,或是各组分性质的加权综合。按粒子大小,混合物可分为溶液(粒子小于约 $1\text{ nm}$)、胶体($1$ 至 $1000\text{ nm}$)和悬浊液(粒子更大,会发生沉降);分离方法则利用各组分在沸点、溶解度、密度或粒径上的差异,通过过滤、蒸发、蒸馏、磁选或色谱等手段实现。

Example

什锦干果是坚果、葡萄干和巧克力的混合物;你可以把葡萄干挑出来,它依然是葡萄干。空气是大约 $78\%$ 氮气、$21\%$ 氧气、$1\%$ 氩气及其他气体的混合物,这个比例是可以变化的(潮湿空气中水蒸气更多),这正是它属于混合物而非化合物的标志之一。原油是数百种碳氢化合物的混合物,分馏正是按沸点把它们分离开来:$40^\circ\text{C}$ 以下的是气体,汽油大约在 $40$ 至 $200^\circ\text{C}$ 之间,煤油和柴油的沸点更高,还有一些重质残渣在常压下根本不会沸腾。

Key Insight

形成混合物是一种物理变化,而不是化学变化,因此没有生成新物质,分离时也无需把什么解开。把铁粉和硫粉搅拌在一起就是一种混合物,用磁铁就能把铁吸出来;一旦加热,它们就会反应生成硫化铁 $FeS$,这是一种磁铁无法吸引的化合物,同样的原子却处于完全不同的状态。像牛奶和雾这样的胶体看起来是均匀的,却会散射光线(丁达尔效应),因为它们的粒子大到足以使光束偏转,所以激光笔的光束穿过真溶液时看不见,穿过牛奶时却会发光。