Homogena blandningar

En legering kan vara antingen en homogen eller en heterogen blandning.

Ifall man med ett mikroskop kan urskilja olika typer av kristaller (med olika kemiska komposition) så är legeringen en heterogen blandning. Ett exempel är brons:

Om man inte kan urskilja olika faser ens med mikroskop är legeringen en homogen blandning. Ett exempel är vissa stålsorter med låga halter kol. Då kan kolatomerna ”gömma sig” inne i själva järnets kristaller så att man inte kan se det. Den typen av lösning kallas för hålrumslösning:

Nu blev jag lite förvirrad,

I Magnus Ehringers Prov på kemins grunder är en av uppgifterna att identifiera homogena blandningar. Här kommer uppgiften:

Vilka tre av följande blandningar är homogena?

a)CuSO4(aq)
b)Järnfilspån blandat med svavel
c)Brons
d)Fisksoppa
e)Coca-cola
f)Salladsdressing (1 del balsamico-vinäger, 3 delar matolja, kryddor)

där är svaret a), c) ,e)

Så koppar är en hetrogen blandning?

Dessutom, enligt Naturvetenskap.org är coca cola en hetrogen blandning då bubblorna kan urskiljas. 

Känns som jag får olika svar varje källa jag kollar

Ska man kunna identifiera om blandningen är hetrogen eller homogen med hjälp av ögat eller med mikroskåp

Koppar är ett rent fast ämne (fast det frågar man inte efter i den här uppgiften).En lösning av kopparsulfat i vatten är en homogen blandning (som man frågar efter i a-upppgiften). Brons och coca-cola är dåliga exempel.

Om man kan se att blandningen består av olika delar, antingen med blotta ögat eller med mikroskop, så är blandningen heterogen.

Koppar är inte en blandning, utan ett rent ämne och dessutom ett grundämne. Men jag antar att du menade brons?

Brons är en heterogen blandning. De flesta legeringar är heterogena blandningar, men vissa av dem är att klassificera som fasta lösningar, dvs homogena blandningar. Dessa går sedan att dela upp i två underkategorier:

• Hålrumslösning (”interstitial solution”) - typiskt små atomer som är inbäddade i strukturen hos ett annat ämne, t.ex. mitt exempel med kolatomer i järn hos stålsorter med låg kolhalt.
• Substitutionslösning (”substitutional solution”) - typiskt atomer med likartade egenskaper där de kan ersätta, substituera, varandra i kristallstrukturen. Ett exempel kan faktiskt vara just tenn och koppar i brons.

Problemet är att ”brons” inte består av en jämn komposition av tenn och koppar. Beroende på var legeringen man kollar så är kompositionen (och egenskaperna) annorlunda. Det är själva definitionen av en heterogen blandning.

För att se det kan man studera ett s.k. fasdiagram för systemet tenn-koppar:

Här anger x-axeln andelen koppar medan man har temperaturen på y-axeln. Låt säga att temperaturen är 0 grader och att vi har 50 % koppar. Det betyder att vi har en blandning av två olika faser varav den ena består av koppar och tenn enligt den empiriska formeln Cu6Sn5 medan den andra fasen utgörs av Cu3Sn. Dessa två kristalliserar ut på olika sätt och bildar separata korn, dvs man kan rent visuellt se att brons är uppbyggt av områden där kompositionen är olika.

Har vi istället ett brons med 80 % koppar har vi istället en blandning av Cu3Sn och en substitutionslösning av tenn i koppar, dvs en fas som ”ser ut som koppar” men innehåller tennatomer på vissa ställen.

Det är inte bara kompositionen som ser annorlunda ut utan egenskaperna mellan de olika områdena ser också olika ut. Detta är mycket viktigt för materialets egenskaper, inte minst hos stål.

Homogen och heterogen är oklart defineirade ord, och det finns massa exempel som ligger lite i gränslandet. Exakt vad som är vad är därför inte sådär våldsamt viktigt, utan huvudsaken är att man kan föra ett resonemang kring att olika blandningar är olika mycket homogena, och att detta ibland har stor betydelse för vilka egenskaper en viss blandning har. Viktiga sådana exempel finns till exempel inom metallurgi, men också i vardagen. En viktig anledning till att läsk är så gott är ju till exempel just att att det är en heterogen blandning där det finns två olika faser: en flytande sötsyrlig lösning och spraklande koldioxidbubblor! :D

Jag kan dessutom tycka att det rent allmänt finns mycket roligare, häftigare och viktigare saker att fundera på i Kemi 1 (stökiometri, elektronegativitet, intermolekylära bindningar, elektrokemi med mera!), och att det blir lite synd om detta med blandningsterminologi blir en stor grej som man lägger massa vikt vid på prov och liknande.

Jag kan dessutom tycka att det rent allmänt finns mycket roligare, häftigare och viktigare saker att fundera på i Kemi 1 (stökiometri, elektronegativitet, intermolekylära bindningar, elektrokemi med mera!), och att det blir lite synd om detta med blandningsterminologi blir en stor grej som man lägger massa vikt vid på prov och liknande.

Enig, det är (likt ”ämnestråden”) ett försök att förenkla naturen som inte alltid fungerar.