La miscibilidad es la propiedad de dos sustancias para mezclarse completamente para formar una solución homogénea. Por lo general, el término se usa para describir mezclas líquidas, pero también se aplica a sólidos y gases.
Dos sustancias son miscibles si se mezclan en todas las proporciones o concentraciones para formar una solución. En otras palabras, no importa si los mezcla por igual o si un componente está presente en mayor cantidad que el otro.
Dos sustancias son inmiscibles si no se mezclan completamente para formar una solución. Cuando se combinan, las sustancias inmiscibles se separan en capas o forman una mezcla heterogénea .
Ejemplos de mezclas miscibles
El etanol y el agua son líquidos miscibles. No importa qué proporciones se mezclen, forman una solución. El benceno y la acetona son miscibles. El hexano y el xileno son miscibles.
Todos los gases son miscibles entre sí a presiones normales. Por ejemplo, los gases de helio y nitrógeno son miscibles. El aire y el argón son miscibles. El vapor de etanol y el vapor de agua son miscibles.
Los sólidos miscibles funcionan de manera un poco diferente porque se forman a partir de líquidos fundidos y luego se solidifican. Los elementos que forman las aleaciones son miscibles. Entonces, el hierro y el carbono son miscibles (para hacer acero). El cobre y el zinc son miscibles (para hacer latón ). La miscibilidad también produce minerales. Por ejemplo, el olivino [(Mg, Fe) 2 SiO 4 ] es una solución sólida formada por forsterita (Mg 2 SiO 4 ) y fayalita (Fe 2 SiO 4 ).
Ejemplos de mezclas inmiscibles
El aceite y el agua son un ejemplo clásico de líquidos inmiscibles. Puede mezclar aceite y agua, pero se separarán. Otros líquidos inmiscibles son agua y benceno, agua y tolueno, metanol y ciclohexano.
Si bien todos los gases son miscibles a presiones normales, la inmiscibilidad gas-gas puede ocurrir a altas temperaturas y presiones. En estas condiciones, las partículas comprimidas se comportan más como líquidos, pero la temperatura supera la temperatura crítica. Por ejemplo, el vapor de benceno y el vapor de agua se vuelven inmiscibles a alta presión.
Los sólidos que no forman aleaciones son ejemplos de sólidos inmiscibles. Pueden mezclarse como líquidos, pero se separan al solidificarse. Por ejemplo, el cobre y el cobalto son sólidos inmiscibles.
Mezclas parcialmente miscibles
Técnicamente, la miscibilidad es en blanco y negro. Dos sustancias son miscibles o no lo son. Pero hay niveles de inmiscibilidad. Algunos disolventes son solubles entre sí en determinadas proporciones. En otros casos, queda muy poco de un componente sin mezclar. Por ejemplo, la butanona (metiletilcetona) y el agua son inmiscibles porque la butanona no es soluble en todas las proporciones, aunque es muy soluble en agua.
Identificar la miscibilidad
Por lo general, puede saber si dos líquidos son miscibles con solo mirar el resultado. Los líquidos miscibles producen un líquido transparente, mientras que los líquidos inmiscibles producen una mezcla turbia o en capas. Sin embargo, si los dos líquidos tienen el mismo color e índices de refracción similares, puede resultar difícil ver las capas. Los sólidos miscibles forman un sólido homogéneo. Los sólidos inmiscibles se separan completamente o aparecen heterogéneos.
Factores que determinan la miscibilidad
Varios factores afectan la miscibilidad. Las sustancias con polaridad similar tienden a ser miscibles. En otras palabras, «lo similar se disuelve como lo mismo». Los disolventes no polares, que se mantienen unidos por las fuerzas de van der Waals, no pueden superar los enlaces más fuertes de las moléculas de disolventes polares para interponerse entre ellos y mezclarse. Por lo tanto, los solventes polares generalmente se mezclan con otros solventes polares, mientras que los solventes no polares generalmente se mezclan con otros solventes no polares. Hay excepciones, por lo que entran en juego otros factores.
El porcentaje en peso de la cadena de hidrocarburos determina si los compuestos orgánicos son miscibles con agua. El etanol solo tiene dos átomos de carbono y es miscible con agua. Por el contrario, el 1-butanol tiene cuatro átomos de carbono y es inmiscible con agua.
Los polímeros tienden a ser miscibles entre sí si la mezcla tiene una entropía configuracional más baja que sus componentes.
Diferencia entre miscibilidad y solubilidad
Miscibilidad y solubilidad son conceptos relacionados. La mayor diferencia entre ellos es que la miscibilidad describe una mezcla de dos componentes en la misma fase, como dos líquidos o dos gases. La solubilidad es un concepto más general que puede describir lo que sucede en una mezcla de dos fases diferentes, como el azúcar (un sólido) y el agua (un líquido). La solubilidad es la capacidad de un componente (el soluto) para disolverse en el otro componente (el solvente). Por supuesto, la solubilidad se puede aplicar a mezclas donde tanto el soluto como el solvente son la misma fase. Los líquidos miscibles son solubles en todas las concentraciones.
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