Смешиваемость ( / ˌ m ɪ s ɪ ˈ b ɪ l ɪ t i / ) — свойство двух веществ смешиваться во всех пропорциях (то есть полностью растворяться друг в друге при любой концентрации ), образуя однородную смесь ( раствор ). Этот термин чаще всего применяется к жидкостям , но также применим к твердым веществам и газам . Примером жидкостей является смешиваемость воды и этанола , поскольку они смешиваются во всех пропорциях. [1]
Напротив, вещества называются несмешивающимися, если существуют определенные пропорции, при которых смесь не образует раствор. Например, масло не растворяется в воде, поэтому эти два растворителя не смешиваются. Другой пример: бутанон (метилэтилкетон) хорошо растворим в воде, но эти два растворителя также не смешиваются, поскольку в некоторых пропорциях смесь разделяется на две фазы . [2]
В органических соединениях весовой процент углеводородной цепи часто определяет смешиваемость соединения с водой . Например, среди спиртов этанол имеет два атома углерода и смешивается с водой, тогда как 1-бутанол с четырьмя атомами углерода — нет. [3] 1-Октанол с восемью атомами углерода практически нерастворим в воде, и его несмешиваемость позволяет использовать его в качестве стандарта для определения равновесного распределения . [4] Карбоновые кислоты с прямой цепью вплоть до бутановой (с четырьмя атомами углерода) смешиваются с водой, пентановая кислота (с пятью атомами углерода) частично растворима, а гексановая кислота (с шестью атомами углерода) практически нерастворима, [5] как являются более длинными жирными кислотами и другими липидами ; очень длинные углеродные цепи липидов приводят к тому, что они почти всегда не смешиваются с водой. Аналогичная ситуация имеет место и для других функциональных групп , таких как альдегиды и кетоны .
Несмешивающиеся металлы не способны образовывать сплавы друг с другом. Обычно смесь возможна в расплавленном состоянии, но при замерзании металлы расслаиваются на слои. Это свойство позволяет образовывать твердые осадки при быстром замораживании расплавленной смеси несмешивающихся металлов. Одним из примеров несмешиваемости металлов является медь и кобальт , где быстрое замораживание с образованием твердых осадков использовалось для создания гранулированных материалов GMR. [6]
Существуют также металлы, несмешивающиеся в жидком состоянии. Один из них, имеющий промышленное значение, заключается в том, что жидкий цинк и жидкое серебро не смешиваются с жидким свинцом , а серебро смешивается с цинком. Это приводит к процессу Паркса , примеру жидкостно-жидкостной экстракции , при котором свинец, содержащий любое количество серебра, плавится с цинком. Серебро мигрирует к цинку, который снимается с верхней части двухфазной жидкости, а затем цинк выпаривается, оставляя почти чистое серебро. [7]
Если смесь полимеров имеет меньшую конфигурационную энтропию, чем компоненты, они, вероятно, будут несмешивающимися друг с другом даже в жидком состоянии. [8] [9]
Смешиваемость двух материалов часто определяют оптически. Когда две смешивающиеся жидкости объединяются, полученная жидкость становится прозрачной. Если смесь мутная, два материала не смешиваются. К этому решению следует отнестись с осторожностью. Если показатели преломления двух материалов схожи, несмешивающаяся смесь может быть прозрачной и давать неправильное заключение о смешиваемости двух жидкостей. [10]
