Chemie na GJN

Jak připravit směs snadno a rychle? Prostě vezmeme alespoň dvě ChČL a smícháme je dohromady. Když se na nějakou látku podíváme, nemusí být úplně jasné, zda se jedná o směs či ne. Nejsnáze poznáme heterogenní směsi a to proto, že jejich jednotlivé složky odlišíme pouhým okem a hned je nám tak jasné, že je to směs. Mezi heterogenní směsi tak patří třeba písek, kde můžeme vidět rozdílnou barvu jednotlivých kamínků. Větší problémy nám mohou dělat koloidní směsi. Na odlišení jejich jednotlivých složek oko nestačí a tak musíme použít moderní techniku – mikroskop. Mezi koloidní směsi patří krev a opravdu, když si prohlédnete krev pod mikroskopem, můžete spatřit jednotlivé červené a bílé krvinky, krevní destičky či shluky krevních bílkovin. Pokud zrovna máte krve nedostatek, tak můžete použít mléko, které sice působí také jako celistvá tekutina, ale pod mikroskopem bychom viděli jednotlivé kapénky tuku a shluky bílkovin. Směsi, na které je i běžný mikroskop krátký, označujeme jako homogenní . Na odlišení jejich jednotlivých složek bychom potřebovali velmi moderní zobrazovací metody, a proto jsou v běžných podmínkách nerozlišitelné. Homogenním směsem se také říká roztoky . Tady pozor! Intuice napovídá, že roztok je v kapalném skupenství. Nemusí tomu tak být. Z formálního hlediska může být roztok v pevném skupenství (třeba slitiny kovů bronz Cu + Sn či mosaz Cu + Zn) nebo v plynném skupenství (třeba vzduch je tvořen zejména dusíkem N₂a kyslíkem O₂), ale pravdou zůstává, že v drtivé většině případů se pojmem roztok označuje kapalná homogenní směs. A úplně nejčastěji je jako rozpouštědlo použita voda H₂O, což se označuje zkratkou aq. (z latinského aqueous) uvedenou v závorce za rozpuštěnou látkou .

Otázka k zamyšlení 3: Už víme, že se směsi dělí na heterogenní, koloidní a homogenní, které se vzájemně liší velikostí svých částic. Zkuste se zamyslet nad velikostí jednotlivých částic. Jak jsou přibližně velké koloidní částice, na které oko nestačí, ale mikroskop ano? Jak jsou velké homogenní částice, které neodlišíme ani v mikroskopu?

Zatímco s další klasifikací homogenních směsí už moc nepořídíme, heterogenní směsi můžeme ještě dál rozdělit. Nebojte se. S většinou pojmů jste se již setkali, takže si to jen dáme do souvislostí. Vezmeme si jako rozptylující látku (tedy látku, která je ve velkém nadbytku) kapalinu a postupně budeme měnit rozptýlenou látku. Důležité je mít na paměti, že pro všechny následující možnosti platí, že po určité době dojde k opětovnému rozdělení na jednotlivé složky. Pokud rozptýlenou látkou bude plyn, dostaneme pěnu . Další možností je, že rozptýlenou látkou bude také kapalina. Skutečně. Pokud „rozmixumeje“ kapalinu v kapalině, které se za normálních podmínek vzájemně nemíchají, dostaneme emulzi . Tento pojem jste již někdy určitě slyšeli třeba v reklamách na kosmetické produkty a opravdu velké množství kosmetických přípravků jsou z chemického hlediska emulze. Jiným klasičtějším příkladem je olej jemně rozptýlený ve vodě. Poslední možnost spočívá v rozptýlení pevné látky v kapalině. Tomu se potom říká suspenze. Suspenzí je například zvířené bahno na břehu potoka. Nyní si vezmeme jako látku rozptylující plyn a rozptýlíme v něm pevné částečky. Tímto způsobem jsme si připravili dým. Pokud místo pevných částeček rozptýlíme drobné kapičky, získáme mlhu . Pokud rozptýlíme malé množství plynu, získáme? Správně, homogenní směs (roztok), plyny se přeci mísí neomezeně, a proto to sem nepatří.

Otázka k zamyšlení 4: Jaký je rozdíl mezi rozpuštěním a suspendováním (vytvoření suspenze) určité látky? Nebo jinak. Jak poznám, že se látka rozpustila a ne že mi vytvořila jemnou suspenzi?

Dále můžete zcela běžně narazit na pojem aerosol . Aero je předpona vztahující se k létání či vzduchu, sol je zase z latinského solutus či solubilis rozpustný či rozpuštěný. Vám bude patrně bližší anglické soluble. Tedy máme nějaké malé částečky rozpuštěné ve vzduchu. Tyto částečky mohou být pevné (to už známe jako dým), kapalné (známe jako mlhu) nebo obou dvou typů zároveň. Je to tedy pojem obecnější. Aerosoly se často využívají třeba v medicíně např. pro inhalaci, dále jistě znáte různé rozprašovače, zvlhčovače apod. Z pohledu chování molekul jsou zcela unikátní gely . Co to vlastně je? Okometricky to vypadá jako pevná látka, když do gelu ale dloubnete prstem, přijde vám jako kapalina. Za jeho unikátní konzistenci zodpovídá jeho molekulární struktura. Ta je tvořena dlouhými molekulami, které tvoří jakousi síť, do které se zachytly kapičky kapaliny. Síť je natolik pevná, že když gel nebudete moc trápit, udrží svůj tvar a kapičky v ní, ale jakmile gel trápit začnete, kapičky vytlačíte a gel vám bude připomínat kapalinu.

Odpověď 3: Velikost koloidních částic se pohybuje mezi 10^-9až 10^-7m. Větší částice jsou pak heterogenní, menší homogenní.

Odpověď 4: Rozpouštění znamená, že jsou částice rozpuštěné dané látky (atomy, molekuly či ionty) dokonale oddělené a obklopené částicemi rozpouštědla. Roztok s rozpuštěnou látkou je obvykle průhledný a ani po dlouhém stání nedojde ke zpětnému oddělení rozpuštěné látky a rozpouštědla. Suspendování znamená, že suspendovaná látka je mechanicky nadrolena na malé částečky, které jsou však stále tvořeny velkým množstvím částic látky (atomů, molekul nebo iontů). A tyto velké částice jsou rozmíchány v suspendující látce. Po určité době dojde opět k rozdělení jednotlivých složek. Suspendovaná látka se usadí na dně.