Μίγματα

Κοίταξε γύρω σου. Το γάλα που πίνεις το πρωί, ο αέρας που αναπνέεις, το νερό της βρύσης, ακόμα και η θάλασσα: όλα αυτά είναι υλικά. Αν μπορούσαμε όμως να δούμε πολύ κοντά τι υπάρχει «μέσα» σε καθένα από αυτά, θα ανακαλύπταμε κάτι πολύ ενδιαφέρον. Άλλα υλικά αποτελούνται από ένα μόνο είδος ουσίας, ενώ άλλα κρύβουν μέσα τους πολλές διαφορετικές ουσίες αναμεμιγμένες. Σε αυτή την ενότητα θα μάθουμε να ξεχωρίζουμε αυτές τις δύο μεγάλες οικογένειες υλικών: τις καθαρές ουσίες και τα μίγματα.

Καθαρές ουσίες και μίγματα

Ας ξεκινήσουμε από τη διαφορά τους.

Μια καθαρή ουσία είναι ένα υλικό που αποτελείται από ένα μόνο είδος ουσίας. Δεν περιέχει τίποτα άλλο ανακατεμένο μέσα του. Για παράδειγμα, το καθαρό αλάτι της κουζίνας αποτελείται μόνο από αλάτι, η ζάχαρη μόνο από ζάχαρη και το διαμάντι μόνο από άνθρακα.

Ένα μίγμα είναι ένα υλικό που αποτελείται από δύο ή περισσότερες ουσίες μαζί. Τις ουσίες που ενώνονται για να φτιάξουν ένα μίγμα τις ονομάζουμε συστατικά του μίγματος. Για παράδειγμα, το αλατόνερο είναι μίγμα, γιατί περιέχει δύο συστατικά: νερό και αλάτι.

Ας δούμε μερικά παραδείγματα για να το κατανοήσουμε καλύτερα.

Στην καθημερινότητά μας συναντάμε πολύ περισσότερα μίγματα από ό,τι νομίζουμε. Ο χυμός πορτοκάλι, το γάλα, το ξίδι, ο καφές, ακόμα και ο αέρας γύρω μας είναι μίγματα. Καθένα από αυτά κρύβει μέσα του πολλές διαφορετικές ουσίες.

Πώς φτιάχνεται ένα μίγμα

Ένα μίγμα δημιουργείται όταν αναμιγνύουμε δύο ή περισσότερες ουσίες. Το σημαντικό εδώ είναι ότι, κατά την ανάμιξη, δεν δημιουργείται καμία καινούρια ουσία. Οι ουσίες απλώς μπαίνουν μαζί και βρίσκονται η μία δίπλα στην άλλη, αλλά καθεμιά παραμένει η ίδια.

Γι' αυτό λέμε ότι η ανάμιξη ουσιών για τη δημιουργία μίγματος είναι ένα φυσικό φαινόμενο και όχι χημικό. Στα χημικά φαινόμενα σχηματίζονται νέες ουσίες με εντελώς διαφορετικές ιδιότητες. Στην ανάμιξη όμως, το αλάτι μέσα στο αλατόνερο παραμένει αλάτι και το νερό παραμένει νερό.

Οι δύο βασικές ιδιότητες των μιγμάτων

Όλα τα μίγματα, όποια κι αν είναι, μοιράζονται δύο πολύ σημαντικές ιδιότητες.

1. Δεν έχουν σταθερή σύσταση

Μπορούμε να αναμίξουμε τα συστατικά ενός μίγματος σε οποιεσδήποτε αναλογίες θέλουμε. Δηλαδή, μπορούμε να βάλουμε λίγο ή πολύ από κάθε συστατικό. Γι' αυτό λέμε ότι τα μίγματα δεν έχουν σταθερή σύσταση.

Σκέψου τον κυπριακό καφέ: άλλοι τον πίνουν σκέτο, άλλοι «με ολίγη», άλλοι μέτριο και άλλοι γλυκό. Αλλάζοντας πόση ζάχαρη βάζουμε, φτιάχνουμε διαφορετικά είδη του ίδιου μίγματος. Το ίδιο ισχύει και για το αλατόνερο: μπορούμε να το κάνουμε ελαφρώς αλμυρό ή πολύ αλμυρό, ανάλογα με πόσο αλάτι θα προσθέσουμε.

2. Τα συστατικά διατηρούν αρκετές από τις ιδιότητές τους

Μέσα σε ένα μίγμα, κάθε συστατικό κρατάει αρκετές από τις ιδιότητές του. Δεν χάνει τον χαρακτήρα του, αλλά τον «φέρνει μαζί του» στο μίγμα.

Ας το δούμε με το αλατόνερο. Θα συγκρίνουμε τις φυσικές ιδιότητες του αλατιού, του νερού και του αλατόνερου.

Παρατήρησε πόσο ενδιαφέρον είναι αυτό. Το αλατόνερο πήρε:

• τη φυσική κατάσταση (υγρό) και το χρώμα (άχρωμο) από το νερό,
• και την αλμυρή γεύση από το αλάτι.

Δηλαδή, το αλάτι κράτησε την αλμύρα του και το νερό κράτησε τη ρευστότητα και τη διαφάνειά του. Αυτός είναι και ο λόγος που το αλατόνερο έχει τόσες χρήσεις, όπως για το πλύσιμο της μύτης όταν είμαστε κρυωμένοι ή για το καθάρισμα μιας μικρής πληγής: το αλάτι μέσα του συνεχίζει να δρα σαν αλάτι.

Επειδή τα συστατικά διατηρούν τον χαρακτήρα τους, τις περισσότερες φορές μπορούμε να τα ξαναχωρίσουμε. Αν, για παράδειγμα, θερμάνουμε αλατόνερο, το νερό εξατμίζεται και φεύγει ως αόρατος υδρατμός, ενώ το αλάτι μένει πίσω σαν λευκό στερεό. Έτσι παίρνουμε ξανά χωριστά τα συστατικά μας.

Ομογενή και ετερογενή μίγματα

Δεν είναι όλα τα μίγματα ίδια. Ανάλογα με το αν μπορούμε ή όχι να ξεχωρίσουμε τα συστατικά τους, τα χωρίζουμε σε δύο κατηγορίες.

Ομογενή μίγματα (διαλύματα)

Σε ένα ομογενές μίγμα τα συστατικά είναι κατανεμημένα ομοιόμορφα σε όλη την έκταση του μίγματος. Αυτό σημαίνει ότι το μίγμα είναι παντού ίδιο: αν πάρεις μια σταγόνα από πάνω ή από κάτω, θα είναι ακριβώς η ίδια.

Στα ομογενή μίγματα δεν διακρίνουμε τα συστατικά, ούτε με γυμνό μάτι ούτε με μικροσκόπιο. Φαίνεται σαν να έχουμε ένα ενιαίο, ομοιόμορφο υλικό. Τα ομογενή μίγματα τα ονομάζουμε και διαλύματα.

Καλό παράδειγμα είναι το αλατόνερο. Όταν ρίξουμε αλάτι στο νερό και ανακατέψουμε, το αλάτι διαλύεται και εξαφανίζεται μέσα στο νερό. Το υγρό γίνεται διαυγές και δεν μπορούμε πλέον να ξεχωρίσουμε τους κόκκους του αλατιού. Άλλα ομογενή μίγματα είναι ο καφές, το παγωμένο τσάι, το κρασί, το νερό της βρύσης και ο αέρας.

Ετερογενή μίγματα

Σε ένα ετερογενές μίγμα τα συστατικά διακρίνονται μεταξύ τους. Το μίγμα δεν είναι ομοιόμορφο και τα συστατικά είναι κατανεμημένα ανομοιόμορφα.

Στα ετερογενή μίγματα μπορούμε να ξεχωρίσουμε τα διαφορετικά συστατικά είτε με γυμνό μάτι είτε με μικροσκόπιο. Για παράδειγμα, αν ρίξουμε άμμο στο νερό, η άμμος δεν διαλύεται, αλλά κατακάθεται στον πάτο και τη βλέπουμε καθαρά. Αν ρίξουμε λάδι στο νερό, το λάδι δεν αναμιγνύεται, αλλά σχηματίζει ξεχωριστό στρώμα που επιπλέει από πάνω. Άλλα ετερογενή μίγματα είναι το λαδόξιδο, το αλατοπίπερο, η ψαρόσουπα και το σάντουιτς.

Προσοχή στο μικροσκόπιο!

Μερικά μίγματα μας ξεγελούν. Με το γυμνό μάτι μοιάζουν ομοιόμορφα, σαν να ήταν ομογενή. Αν όμως τα παρατηρήσουμε κάτω από το μικροσκόπιο, ξεχωρίζουμε τα διαφορετικά σωματίδια που τα αποτελούν. Τέτοια παραδείγματα είναι το γάλα και το αίμα: κάτω από το μικροσκόπιο βλέπουμε τα ξεχωριστά σωματίδιά τους (στο αίμα, για παράδειγμα, διακρίνονται τα ερυθρά και τα λευκά αιμοσφαίρια). Γι' αυτό και τα δύο είναι στην πραγματικότητα ετερογενή μίγματα.

Ένα ακόμα βοηθητικό σημάδι είναι η ανακίνηση. Το σοκολατούχο γάλα γράφει στη συσκευασία «ανακινήστε πριν ανοίξετε», γιατί είναι ετερογενές μίγμα και η σοκολάτα κατακάθεται στον πάτο. Πρέπει να το ανακινήσουμε για να αναμιχθεί ξανά. Αντίθετα, ένα ομογενές μίγμα, όπως το παγωμένο τσάι, δεν χρειάζεται ανακίνηση: είναι ήδη παντού ίδιο.

Το νερό στη Γη μας

Ένα από τα πιο σημαντικά μίγματα στη ζωή μας είναι το νερό. Ας το γνωρίσουμε καλύτερα.

Η Γη ονομάζεται «γαλάζιος πλανήτης», γιατί μεγάλο μέρος της επιφάνειάς της καλύπτεται από νερό. Το φυσικό νερό της Γης χωρίζεται σε δύο μεγάλες κατηγορίες: το αλμυρό νερό (το θαλασσινό νερό) και το γλυκό νερό. Τα ποσοστά τους όμως είναι πολύ άνισα.

Δηλαδή, από όλο το νερό της Γης, τα $97\%$ είναι αλμυρό και μόνο τα $3\%$ είναι γλυκό. Και δεν είναι όλο αυτό το γλυκό νερό διαθέσιμο για να το πιούμε. Το νερό που μπορούμε πραγματικά να πιούμε, το πόσιμο νερό, αποτελεί μόλις το $0{,}02\%$ του συνολικού νερού της Γης.

Πόσιμο είναι το νερό που μπορούμε να πιούμε με ασφάλεια. Μερικά είδη πόσιμου νερού είναι το νερό της βρύσης (νερό ύδρευσης), το εμφιαλωμένο νερό μέσα στα μπουκάλια και το νερό από τις πηγές.

Γιατί το πόσιμο νερό είναι μίγμα

Ίσως νομίζεις ότι το πόσιμο νερό αποτελείται μόνο από νερό. Στην πραγματικότητα όμως, το πόσιμο νερό είναι μίγμα.

Αν διαβάσεις την ετικέτα σε ένα μπουκάλι εμφιαλωμένου νερού, θα δεις μια λίστα με πολλές ουσίες που περιέχει, όπως ασβέστιο, μαγνήσιο, νάτριο και κάλιο. Αυτά είναι διάφορα άλατα διαλυμένα μέσα στο νερό. Αφού λοιπόν το πόσιμο νερό περιέχει το νερό μαζί με πολλά διαλυμένα άλατα, σημαίνει ότι αποτελείται από περισσότερες από μία ουσίες. Άρα είναι μίγμα, και μάλιστα ομογενές μίγμα (διάλυμα), αφού δεν ξεχωρίζουμε τα άλατα μέσα του.

Το ίδιο ισχύει και για το θαλασσινό νερό. Αν θερμάνουμε λίγο θαλασσινό νερό μέχρι να εξατμιστεί όλο, θα δούμε να μένει πίσω ένα λευκό στερεό υπόλειμμα: το αλάτι που ήταν διαλυμένο μέσα του. Αυτό αποδεικνύει ότι το θαλασσινό νερό δεν είναι καθαρή ουσία, αλλά μίγμα από νερό και άλατα.

Ας τα θυμηθούμε όλα μαζί

Φτάσαμε στο τέλος. Ας συγκεντρώσουμε τα σημαντικότερα σε έναν πίνακα.

Και μην ξεχνάς τις δύο βασικές ιδιότητες κάθε μίγματος:

1. Δεν έχει σταθερή σύσταση (τα συστατικά αναμιγνύονται σε οποιεσδήποτε αναλογίες).
2. Τα συστατικά διατηρούν αρκετές από τις ιδιότητές τους (και συνήθως μπορούμε να τα ξαναχωρίσουμε).