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Ideale binäre Mischung - Aufschlussreiches

Unter einem Gemisch versteht die Chemie einen Stoff, der zwei oder mehrere Reinstoffe enthält. So weit, so gut - was aber ist dabei wohl unter einer idealen binären Mischung zu verstehen?

Binäre Mischungen sind zweikomponentig.
Binäre Mischungen sind zweikomponentig.

Eigenschaften binärer Mischungen

Die Komponente "binär" lässt es schon vermuten: So enthält jede binäre Mischung zwei chemische Komponenten.

  • Jene Komponenten wiederum müssen zwingend verschiedene Substanzen sein. Eine Mischung aus zwei Komponenten derselben Substanz ist nicht als binäre Mischung zu bezeichnen.
  • Die beiden Komponenten liegen in der binären Mischung nicht getrennt voneinander vor, sondern tatsächlich gemischt. Eine solche Mischung kann mehrere Phasen aufweisen, dies ist jedoch nicht als Voraussetzung zu verstehen.
  • Als eine Phase bezeichnet man übrigens den räumlichen Bereich, in dem Parameter in Homogenität zur chemischen Zusammensetzung der Stoffe vorliegen. Oft wird der Ausdruck verwendet, um verschiedene Aggregatszustände eines Stoffes innerhalb eines Systems zu beschreiben. So kann Wasser im gleichen System beispielsweise in einer flüssigen und einer festen Phase, also als Eis, vorkommen.
  • Zurück zur binären Mischung. Wie allem in der Chemie liegt auch ihr ein chemisches Potential zugrunde. Da die binäre Mischung nun aus zwei Komponenten besteht, ist vor allem die Wechselwirkung zwischen jenen Komponenten zu beachten. So kann das chemische Potential der einen Komponente fallen, wenn das der anderen steigt.
  • Um eine Substanz aus einer binären Mischung herauszuziehen, werden für gewöhnlich Verfahren wie das der Destillation, der Sublimation oder der Kristallisation angewandt. Nicht immer jedoch gelingt das "Reinigen" durch jene Verfahrensweisen, was nun zur Unterscheidung von idealer und realer binärer Mischung überleitet. 

Unterschiede idealer und realer Mischungen

Eine binäre Mischung kann entweder ideal oder real sein. Die wichtigsten Unterschiede zwischen den beiden Formen sollen hier nun kurz angerissen werden.

  • So tritt in beiden Mischungen eine Mischlücke auf. Im Falle der idealen binären Mischung weist jene nun eine Linsenform auf, wohingegen reale binäre Mischungen unbegrenzte Mischungslücken enthalten.
  • Die Mischungslücke ist dabei der potenzielle Raum, in welchem das Gemisch keinen stabilen Zustand erreicht und mögliche Zustände unrealisiert lässt, sodass es in seine Phasen zerfällt.
  • Neben den unterschiedlichen Formen ihrer Mischlücken, unterscheiden sich reale und ideale binäre Gemische vor allem über die Wechselwirkung ihrer Teilchen. So kommt es in der idealen Mischung nicht zu gegenseitiger Beeinflussung der unterschiedlichen Teilchensorten, wohingegen realen Gemischen eine solche Wechselwirkung zugrunde liegt.
  • Aufgrund jener Wechselwirkung kann es in realen binären Mischungen so zu Phänomenen wie Schmelzpunkterniedrigung oder Azeotrop kommen. Ersteres Phänomen meint, dass der Schmelzpunkt der reinen Flüssigkeiten höher liegt, als der der Lösungen. Azeotrop dagegen liegt in einem Stoffgemisch vor, wenn es sich nicht durch Verfahren wie die Destillation trennen lässt.
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