Blanding (kemi): Definition og typer — homogen, heterogen, opløsning

Lær forskellen mellem homogen, heterogen, kolloid og opløsning — klar, enkel guide til blandinger i kemi med eksempler, definitioner og praktiske anvendelser.

I kemi er en blanding et stof, der består af to eller flere enklere stoffer. Disse stoffer kan være kemiske grundstoffer eller forbindelser. En blanding kan bestå af væsker, faste stoffer eller gasser. Blandinger adskiller sig fra rene stoffer ved, at de enkelte komponenter ikke er kemisk bundet til hinanden og derfor ofte kan adskilles ved fysiske metoder som filtrering, destillation eller kromatografi.

Hvad er ikke en blanding

En blanding er ikke det samme som en forbindelse, der består af to eller flere atomer, som er forbundet med hinanden. F.eks. indeholder en blanding af gasserne hydrogen og nitrogen hydrogen og nitrogen, men ikke ammoniak, som består af hydrogen- og nitrogenatomer. Ved en kemisk forbindelse ændres stoffernes kemiske egenskaber, mens komponenterne i en blanding bevarer deres oprindelige egenskaber.

Typer af blandinger

• Heterogene blandinger: De forskellige dele kan ofte ses eller adskilles fysisk. Eksempler: sand i vand, olie og vand (før adskillelse), og nogle typer jord og sten.
• Homogene blandinger: Samme sammensætning og egenskaber overalt i prøven — man kan ikke skelne bestanddelene med det blotte øje. Eksempler: luft (som homogen gasblanding), saltvand (opløst salt i vand).
• Kolloider: Mellemting mellem heterogene og homogene. Består af små partikler spredt i en anden fase og viser ofte Tyndall-effekt (lys spredes). Eksempler: mælk (emulsion), røg, geléer.

Opløsninger og relaterede begreber

Hvis det ene stof i en blanding opløses i det andet, kaldes det en opløsning. Hvis sukker f.eks. kommes i vand, danner det en blanding og opløses derefter til en opløsning. Hvis det ikke opløses, kaldes det en suspension. Nogle vigtige begreber i forbindelse med opløsninger:

• Opløsningsmiddel: Stoffet, der opløser (ofte vand).
• Opløst stof (solute): Det stof, der opløses (fx salt eller sukker).
• Miskible/immiskible: To væsker er miskible, hvis de blander sig fuldstændigt (f.eks. ethanol og vand), og immiskible, hvis de ikke blander sig (f.eks. olie og vand).
• Mættet, umættet og oversat: En opløsning er mættet, når den indeholder den maksimale mængde opløst stof ved en given temperatur; umættet indeholder mindre, og oversat (supersat) indeholder mere end den normale mængde (oftest ustabilt).
• Iontiske vs. molekylære opløsninger: Ioner (fra salte) opløses og leder strøm; molekylære stoffer (fx sukker) opløses uden at danne ledende ioner.

Særlige blandingstyper

• Suspension: Faste partikler, der ikke opløses, men er spredt i en væske; partiklerne kan sedimentere (fælde til bunds) over tid. Eksempel: mudder i vand.
• Emulsion: To væsker der normalt ikke blander sig, hvor den ene er finfordelt som dråber i den anden (fx mayonnaise, hvor olie er fordelt i vandfase med emulgatorer).
• Legeringer: Faste blandinger af metaller (og nogle gange ikke-metaller) — fx stål (jern og carbon) og messing (kobber og zink). Disse er vigtige teknisk og materialemæssigt.

Sammensætning og måling

En blandings sammensætning kan angives på flere måder afhængigt af sammenhængen:

• Massesfraktion eller masseprocent (fx g opløst stof pr. 100 g opløsning).
• Molebrøk (brøkdel af antal mol af en komponent i blandingen).
• Volumenprocent (bruges ofte for væsker, fx alkohol i drikkevarer).
• Molaritet (mol pr. liter opløsning) og molalitet (mol pr. kg opløsningsmiddel) i opløsningskemi.

Adskillelse af blandinger

Da komponenterne i en blanding ikke er kemisk bundet, kan man ofte adskille dem ved fysiske metoder:

• Filtrering — adskiller faste partikler fra væsker eller gasser baseret på partikelstørrelse.
• Inddampning og krystallisering — fjerner opløsningsmidlet for at få det opløste stof til at krystallisere.
• Destillation — adskiller væsker med forskellige kogepunkter (fx destillation af alkohol fra vand).
• Kromatografi — separerer stoffer baseret på forskelle i affinitet til en stationær og en mobil fase.
• Centrifugering — accelererer sedimentation af partikler i en suspension ved høj rotationshastighed.
• Skilletragte og dekantation — bruges til at adskille immiscible væsker (fx olie og vand).

Eksempler og anvendelser

Faste stoffer kan også være blandinger. Legeringer er blandinger. Mange former for jord og sten er blandinger af forskellige mineraler. En blanding består således af to eller flere grundstoffer og/eller forbindelser, som ikke er kemisk forbundne. Andre almindelige eksempler:

• Luften vi indånder (primært N2, O2 og andre gasser) — homogen gasblanding.
• Havvand — opløsning af salte i vand med partikler og organismer (komplekst system).
• Mælk — en kolloid/emulsion bestående af fedtdråber og protein i vand.
• Blod — kompleks kolloid med celler, proteiner og opløste stoffer.
• Maling og kosmetik — komplekse heterogene blandinger designet til bestemte egenskaber.

Praktiske bemærkninger

Forståelse af blandingers type og egenskaber er central i kemi, materialelære, farmaci, fødevareteknologi og miljøvidenskab, fordi blandingers opførsel (opløselighed, stabilitet, reaktivitet) bestemmer, hvordan de skal fremstilles, opbevares og separeres.

Søg efter bogstav