قابلية الامتزاج

الامتزاج ( ‎/ ˌmɪsɪˈbɪlɪti / ‎) هو خاصية مادتين في الامتزاج بجميع النسب (أي الذوبان التام في بعضهما البعض عند أي تركيز ) ، لتكوين خليط متجانس ( محلول ) . تُسمى هذه المواد قابلة للامتزاج ( وهو مصطلح مشتق من الكلمة الشائعة " قابل للمزج " ). يُستخدم هذا المصطلح غالبًا لوصف السوائل ، ولكنه ينطبق أيضًا على المواد الصلبة والغازات . ومن الأمثلة على ذلك في السوائل امتزاج الماء والإيثانول بجميع النسب. ^{[ 1 ]}

على النقيض من ذلك، يُقال إن المواد غير قابلة للامتزاج إذا لم يُشكّل الخليط محلولًا بنسب معينة. فعلى سبيل المثال، الزيت غير قابل للذوبان في الماء، لذا فإن هذين المذيبين غير قابلين للامتزاج. ومثال آخر، البيوتانون (ميثيل إيثيل كيتون) غير قابل للامتزاج في الماء: فهو قابل للذوبان في الماء حتى حوالي 275 غرامًا لكل لتر، ولكنه ينفصل إلى طورين بعد ذلك. ^{[ 2 ]}

في المركبات العضوية ، غالبًا ما تحدد النسبة المئوية الوزنية لسلسلة الهيدروكربون قابلية امتزاج المركب بالماء. على سبيل المثال، من بين الكحولات ، يحتوي الإيثانول على ذرتي كربون وهو قابل للامتزاج بالماء، بينما لا يمتزج 1-بيوتانول ، الذي يحتوي على أربع ذرات كربون، بالماء. ^{[ 3 ]} أما 1-أوكتانول ، الذي يحتوي على ثماني ذرات كربون، فهو عمليًا غير قابل للذوبان في الماء، ولذا يُستخدم كمعيار لتوازن التوزيع . ^{[ 4 ]} الأحماض الكربوكسيلية ذات السلسلة المستقيمة حتى حمض البيوتانويك (الذي يحتوي على أربع ذرات كربون) قابلة للامتزاج بالماء، بينما حمض البنتانويك (الذي يحتوي على خمس ذرات كربون) قابل للذوبان جزئيًا، وحمض الهكسانويك (الذي يحتوي على ست ذرات كربون ) غير قابل للذوبان عمليًا، ^{[ 5 ]} وكذلك الأحماض الدهنية الأطول والدهون الأخرى ؛ إذ تجعل سلاسل الكربون الطويلة جدًا للدهون منها غير قابلة للامتزاج بالماء في معظم الأحيان. وتحدث حالات مماثلة لمجموعات وظيفية أخرى مثل الألدهيدات والكيتونات .

لذا، فإن القاعدة العملية لتحديد ذوبانية جزيء عضوي في الماء (أو المذيبات القطبية الأخرى المشابهة) هي النظر إلى نسبة ذرات الكربون المرتبطة بمجموعات وظيفية قطبية (مثل مجموعات الهيدروكسيل) إلى عدد ذرات الكربون البسيطة. إذا كانت نسبة ذرات الكربون القطبية إلى غير القطبية في الجزيء تقارب 1:4، فإنه يذوب في الماء. مع ذلك، من الضروري إدراك أن هذه قاعدة عامة وليست دليلاً قاطعاً. ^{[ 6 ]}

لا تستطيع المعادن غير القابلة للامتزاج تكوين سبائك فيما بينها. عادةً، يكون الخليط ممكنًا في الحالة المنصهرة، ولكن عند التجميد، تنفصل المعادن إلى طبقات. تسمح هذه الخاصية بتكوين رواسب صلبة عن طريق التجميد السريع لخليط منصهر من المعادن غير القابلة للامتزاج. ومن الأمثلة على عدم امتزاج المعادن النحاس والكوبالت ، حيث استُخدم التجميد السريع لتكوين رواسب صلبة لإنتاج مواد GMR حبيبية . ^{[ 7 ]}

بعض المعادن غير قابلة للامتزاج في الحالة السائلة. ومن الأمثلة ذات الأهمية الصناعية أن الزنك السائل والفضة السائلة يمتزجان مع بعضهما البعض، لكنهما لا يمتزجان مع الرصاص السائل . تُستغل هذه الخصائص في عملية استخلاص السائل-السائل في عملية باركس ، حيث يُصهر الرصاص المحتوي على أي كمية من الفضة مع الزنك. تنتقل الفضة إلى الزنك، الذي يُزال من سطح السائل ثنائي الطور، ثم يُغلى الزنك، تاركًا فضة نقية تقريبًا. ^{[ 8 ]}

إذا كان لمزيج من البوليمرات إنتروبيا تكوينية أقل من مكوناته، فمن المرجح أن تكون هذه المكونات غير قابلة للامتزاج مع بعضها البعض حتى في الحالة السائلة. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

غالبًا ما تُحدد قابلية امتزاج مادتين بصريًا. عند مزج سائلين قابلين للامتزاج، يكون السائل الناتج صافيًا. أما إذا كان المزيج عكرًا، فإن المادتين غير قابلتين للامتزاج. يجب توخي الحذر عند إجراء هذا التحديد. فإذا كانت معاملات انكسار المادتين متقاربة، فقد يكون المزيج غير القابل للامتزاج صافيًا، مما يُعطي نتيجة خاطئة تُشير إلى أن السائلين قابلان للامتزاج. ^{[ 11 ]}

• مستحلب
• مزيج غير متجانس
• المدن
• فجوة الامتزاج
• سائل متعدد الأطوار