將不同的物質(zhì)混合在一起是我們每天都在做的事情。我們?cè)诨瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)通常需要混合兩種或多種不同的液體。如果任何兩種液體以任何濃度以所有比例混合形成均質(zhì)溶液，則稱它們是可混溶的. 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，混溶性是兩種液體可以以任何比例完全溶解的特性。相比之下，如果混合物在一定比例下不形成溶液，則稱任何兩種液體是不混溶的。
當(dāng)同一液體的分子之間的吸引力大于兩種不同液體的分子之間的吸引力時(shí)，液體往往是不混溶的。這樣的系統(tǒng)由兩相組成，盡管它通常被稱為混合物。因?yàn)楦鶕?jù)定義，不混溶的液體不會(huì)相互作用。當(dāng)放在同一個(gè)容器中時(shí)，它們將彼此完全獨(dú)立地蒸發(fā)。換句話說(shuō)，每種液體都將貢獻(xiàn)其自身特有的平衡蒸氣壓，而不管其他液體的存在。因此，混合物施加的總壓力是兩種不同液體的平衡蒸氣壓力之和。如果你在一個(gè)封閉的燒瓶中有兩種不混溶的液體并保持一切靜止，那么你測(cè)量的蒸氣壓將只是漂浮在頂部的那一種的蒸氣壓。
打破液體分子之間現(xiàn)有的鍵并形成新鍵所需的能量稱為焓。通常用作溶劑的液體的極性是一種可以防止因焓混合的特性。極性液體的分子具有正負(fù)兩端，它們相互吸引形成強(qiáng)大的分子間鍵。非極性液體通過(guò)弱范德華力保持在一起。具有相似極性的液體可以混合，但低極性分子無(wú)法克服高極性液體中的強(qiáng)鍵，因此它們保持分離。
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4. 玉米糖漿和植物油
5. 蠟和水
“油和水”可能是最常見(jiàn)的兩種不混溶液體的例子。無(wú)論您將油和水混合多少，它們都不會(huì)混合。發(fā)生這種情況的原因是油和水分子的化學(xué)性質(zhì)。化學(xué)中有一句流行的說(shuō)法是“同類相溶”。這意味著極性液體（如水）溶解在其他極性液體中，而非極性液體（通常是有機(jī)分子）相互混合良好。
每個(gè)水分子都是極性的，因?yàn)樗哂袕澢男螤睿渲袔ж?fù)電荷的氧原子與分子兩側(cè)的帶正電荷的氫原子相連。水在不同水分子的氧和氫原子之間形成氫鍵。當(dāng)水遇到非極性油分子時(shí)，它會(huì)粘在自己身上而不是與有機(jī)分子混合。這就是為什么我們需要肥皂或液體肥皂溶液來(lái)清潔我們用于烹飪的餐具。肥皂可以清潔油脂，因?yàn)榉试矸肿拥囊欢耸菢O性的，因此可溶于水，而另一端是非極性的，因此類似于油脂。肥皂分子圍繞著油脂，將水溶性部分留在外面，因此水可以幫助洗掉油脂。因此，肥皂分子提供了兩種物質(zhì)之間的聯(lián)系，否則這兩種物質(zhì)是不混溶的。
重要的是要注意，不混溶性不能解釋為什么油會(huì)漂浮在水面上。油漂浮在水面上，因?yàn)樗拿芏容^小或比重較低。然而，油和水的不混溶性與密度的差異無(wú)關(guān)。肥皂可以清潔油脂，因?yàn)榉试矸肿拥囊欢耸菢O性的，因此可溶于水，而另一端是非極性的，因此類似于油脂。肥皂分子圍繞著油脂，將水溶性部分留在外面，因此水可以幫助洗掉油脂。因此，肥皂分子提供了兩種物質(zhì)之間的聯(lián)系，否則這兩種物質(zhì)是不混溶的。
煤油，也稱為石蠟，是一種從石油中提取的可燃烴液體。它被廣泛用作航空和家庭的燃料。它是一種低粘度透明液體，由 10 至 16 個(gè)碳鏈碳?xì)浠衔镏瞥桑墒驮?150 至 250 °C 的分餾中獲得。與許多其他碳?xì)浠衔镆粯樱河鸵才c水不混溶。大多數(shù)碳?xì)浠衔锸欠菢O性化合物。這些化合物不能將水分子從它們的氫鍵網(wǎng)絡(luò)中吸引出來(lái)。當(dāng)在容器中混合在一起時(shí)，煤油和水在放入同一容器時(shí)將保持為兩個(gè)獨(dú)立的層。此外，煤油的重量或密度比水輕，具有浮力。如果你取水并滴幾滴煤油，那么煤油就會(huì)浮起來(lái)。煤油和水的不混溶性在化學(xué)中起著重要作用。在 X 射線晶體學(xué)中，煤油可用于儲(chǔ)存晶體。當(dāng)水合晶體留在空氣中時(shí)，脫水可能會(huì)緩慢發(fā)生。這使得水晶的顏色變得暗淡。煤油可以保持晶體的完整形態(tài)。
在雨季，擁有汽車的人最關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題就是如果水沖進(jìn)油箱，可能會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成傷害?，F(xiàn)代汽車具有良好的防水密封性。但是，水確實(shí)有可能進(jìn)入汽車的油箱。那么如果水進(jìn)入油箱怎么辦？汽油或汽油是一種源自石油的透明易燃液體，主要用作大多數(shù)火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的燃料。它主要由石油分餾獲得的有機(jī)化合物組成，并添加了多種添加劑。像許多其他碳?xì)浠衔镆粯樱停ㄆ停┖退粫?huì)相互混合，因?yàn)樗鼈兙哂袃煞N不同的密度。汽油也非常疏水，不太喜歡水?？梢試L試混合它們，但它們最終會(huì)再次分離。汽油的密度比水小，所以水沉到底部，汽油浮在水面上。這樣做的好處是，如果水意外進(jìn)入油箱內(nèi)，它會(huì)大部分沉淀在儲(chǔ)備部分，從而避免發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)任何故障。
另一個(gè)最常見(jiàn)的例子是玉米糖漿和植物油。玉米糖漿是將玉米磨成玉米淀粉，然后將玉米淀粉通過(guò)酸水解過(guò)程制成的甜糖漿。玉米糖漿的密度約為 1.4 g/mL。玉米糖漿幾乎完全由葡萄糖（一種糖）制成。密度是化學(xué)中的一個(gè)重要概念，它被定義為每單位體積物體的質(zhì)量。密度是物質(zhì)的一種物理性質(zhì)，它描述了物質(zhì)的原子或分子的緊密程度。用于計(jì)算密度的公式是 d = m/v，其中 d 是密度，m 是物體的質(zhì)量，v 是物體的體積?？茖W(xué)家以不同的方式使用密度。他們用它來(lái)識(shí)別未知物質(zhì)并分離不同的液體。如果將具有較低密度的溶液添加到具有較大密度的溶液中，則較不稠密的溶液將停留在較稠密的溶液之上。相反，如果將密度較大的溶液加入到密度較低的溶液中，密度較高的溶液自然會(huì)落到底部。植物油的密度約為 0.8 g/mL。因此，當(dāng)混合在一起時(shí)，玉米糖漿會(huì)沉淀下來(lái)，植物油會(huì)浮在上面。
如果您訪問(wèn)一家家居裝飾店，您可能會(huì)遇到一種有趣的燈，稱為熔巖燈。它們也是不混溶液體的一個(gè)有趣例子。該燈由玻璃容器內(nèi)的特殊彩色蠟混合物組成，其余部分包含透明或半透明液體。熔巖燈的工作主要取決于三個(gè)方面：密度、不混溶性和對(duì)流. 在不混溶液體的任何混合物中，每種不混溶液體稱為相。具有兩種不混溶液體的混合物稱為雙相混合物。具有兩種以上不混溶液體的混合物稱為多相混合物。當(dāng)你看到這些球在熔巖燈中漂浮時(shí)，你看到的是一種雙相混合物。在室溫下，這些小球比周圍的液體密度要大一些。這就是為什么他們坐在燈的底部。但是當(dāng)你打開(kāi)燈時(shí)，球體就會(huì)變熱。分子移動(dòng)得更快。這些小球變得比周圍的液體密度小。它們上升并開(kāi)始漂浮。熔巖燈的設(shè)計(jì)使得頂部的溫度比底部的溫度低一些。當(dāng)分子到達(dá)頂部時(shí)，它們會(huì)冷卻下來(lái)并失去能量，然后靠得更近。所以，當(dāng)一個(gè)小球到達(dá)熔巖燈的頂部時(shí)，它收縮。它變得比周圍的液體更稠密并開(kāi)始下沉。當(dāng)它到達(dá)底部時(shí)，整個(gè)循環(huán)重復(fù)。熔巖燈是對(duì)流的一個(gè)例子。由于密度的變化，對(duì)流會(huì)導(dǎo)致液體和氣體上升和下降。你周圍到處都是對(duì)流，即使在地殼中也是如此。
