Kemia 1: luku 3 Seokset

Kemia 1: luku 3 Seokset koostuvat useista eri aineista

Aluksi vähän juttua kemian tehtäviä tehdessä tulleista asioista. Elikkä muovikampa varautuu sähköisesti, kun kampaat hiuksiasi. Jos avaat vesihanan ja viet varatun kamman vesinoron lähelle, vesisuihku taipuu kohti kampaa. Tämä johtuu siitä, että vesimolekyyleissä on pysyviä dipoleja eli pieniä sähköisiä osittaisvarauksia, joita sähköisesti varattu kampa vetää puoleensa. Jos nesteenä käytettäisiin POOLITONTA heksaania, samaa ilmiötä ei tapahtuisi, koska poolittomissa aineissa ei ole pysyviä dipoleja.

Myös mikroaaltouunin toiminta perustuu vesimolekyylien poolisuuteen. Uunin magnetronin synnyttävässä muuttuvassa sähkökentässä pooliset vesimolekyylit alkavat värähdellä sähkökentän mukaan. Tämä ilmiö saa aikaan ruuan lämpenemisen.

Homogeeniset ja heterogeeniset seokset

                                                                                                      

Seokset luokitellaan homogeenisiin ja heterogeenisiin. Seos voidaan saada homogeenisemmaksi joko voimakkaan mekaanisen käsittelyn avulla (maidon homogenisointi, salaattikastikkeen voimakas sekoitus) tai lisäämällä seokseen emulgointiaineita. Lesitiiniä käytetään yleisesti emulgointiaineena elintarviketeollisuudessa. Esim kun sitä lisätään jäätelöön, rasva ei pääse erottumaan nesteestä ja jäätelö pysyy homogeenisena.

Seosten erotusmenetelmiä

Seosten erotusmenetelmiä ovat suodatus, dekantointi, sentrifugointi, haihdutus, tislaus, sublimointi, uutto ja kromatografia. Haihtudus tarkoittaa seoksen liuottimen poistoa kuumentamalla. Dekantoinnissa liosta voidaan kaataa varovasti pois kiinteän aineen päältä dekantterilasissa. Sentrifugoimalla voidaan esim saada verestä solut erilleen. Kun verta pyöritetään sentrifugissa suurella nopeudella, solut painuvat näyteputkien pohjalle ja pinnalle jäävä liuos (seerumi) voidaan ottaa talteen.

Tislaus soveltuu erotumenetelmäksi silloin, kun halutaan ottaa talteen myös liuotin. Tislauksen aikana liuotin höyrystyy tislauskolvissa. Nesteseoksen tislaus perustuu siihen, että seoksen komponenteilla on eri kiehumispisteet. Kun seoksen yksi komponentti höyrystyy, pysyy lämpötila höyrystymisen aikana vakiona. Lämpömittarista voidaan lukea kyseisen aineen kiehumispiste. Kun lämpömittarin lukema alkaa uudelleen nousta, höyrystyy se komponentti, jolla on seuraavaksi korkein kiehumispiste. Mutta etanolia ei koskaan saada tislaamalla täysin erotettua vedestä, koska vesi ja etanoli muodostavat ns. atseotrooppisen liuoksen eli seoksen, joka lopulta kiehuu aina vakiokoostumuksessa. Siksi etanoliin jää aina vähän vettä (noin 4 til-%).

Sublimoinnilla saadaan seoksesta erilleen sellainen kiinteä aine, joka lämmitettäessä muuttuu suoraan kiinteästä kaasuksi eli sublimoituu. Jos kaasu jäähdytetään, aine härmistyy eli muuttuu uudelleen kiinteäksi. Sen sijaan erotussuppilolla voidaan erotella aineita niiden liukoisuuteen perustuen. Kun käytetään esim vesi-eetteriseosta, veteen hyvin liukenevat aineet jäävät alempaan vesikerrokseen ja eetteriliukoiset ylempään eetterikerrokseen.

Kromatografisia menetelmiä ovat paperikromatografia, ohutlevykromatografia, kaasukromatografia, nestekromatografia  ja pylväskromatografia. Kromatografiset menetelmät perustuvat seoksen osasten erilaiseen sitoutumiseen paikallaan pysyvään faasiin (paperi, jauhe tai neste) ja liikkuvaan faasiin (liuos, neste tai kaasu).

Paperikromatografiassa paikaallan pysyvä faasi on huokoinen paperi ja liikkuva faasi on liuos, jota kutsutaan eluentiksi eli ajoliuokseksi. Pylväskromatografiassa kiinteä faasi laitetaan hanallisen lasipylvään sisään. Näyteliuos pipetoidaan pylvään yläosaan ja sen annetaan valua hetken aikaa pylvään läpi. Näytteen komponentit erotellaan valuttamalla tämän jälkeen ajoliuosta pylvään läpi. Eri komponentit voidaan kerätä vaikka koeputkiin.