4.1. Lahused ja pihused

Igapäevaelus kasutame endale teadvustamata väga palju segusid, kus üks aine on teises jaotunud. Mõned sellised segud on püsivad, kuid teised jagunevad ehk kihistuvad seismisel. Näiteks läheb piim tükki, kui see jätta kauaks toatemperatuurile või kakaopulber sadeneb tassi põhja, kui kakaod mitte segada, samas kui siirupist valmistatud morsi klaasis või söögiäädika pudeli põhjas sadet ei teki. Kuidas otsustada, kas nende näidete puhul on tegemist lahusega või pihussüsteemiga, saad teada järgnevast videost.

Allikas: https://youtu.be/6EXOVLn_50E

Lahus

Lahus on ühtlane segu, mis koosneb lahustist ja lahustunud ainest. Lahuses ei suuda me palja silmaga eristada eri aineosakesi, kuna need on niivõrd väikesed ja omavahel ühtlaselt jaotunud. Näiteks lauasoola lisamisel vette ümbritsevad vee molekulid soolas olevad ioonid ning need ioonid jaotuvad ühtlaselt kogu lahuses. Kuna kõik aineosakesed on nii väikesed, et palja silmaga me neid ei näe, siis sellest tulenevalt näibki see segu meile selge ja ühtlane.

Aine, milles teine aine ühtlaselt jaguneb, on lahusti. Enamasti on lahustiks vedelikud ja meile kõige tuntum lahusti on vesi, kuid lahustina kasutatakse ka bensiini, etanooli ja paljusid teisi vedelikke. Aine, mis teises aines jaguneb, on lahustunud aine. Lahustunud aine võib olla nii vedel (äädikhape, etanool), tahke (lauasool, suhkur) kui ka gaasiline (süsihappegaas, ammoniaak).

Pihussüsteem

Kui me puistame vette aga liiva, siis ei tundu see segu meile üldse selge ja ühtlane. Nüüd oleme saanud hoopis pihuse ehk pihussüsteemi. Pihussüsteem on ebaühtlane segu, mis koosneb pihustuskeskkonnast ja vähemalt ühest pihustunud ainest. Toodud näite korral on pihustuskeskkonnaks vesi ning pihustunud aineks liiv. Mida me veel võime liiva ja vee segu puhul märgata, on see, et pihus on ebapüsiv ehk aja möödudes settib liiv keeduklaasi põhja, seega pihus laguneb. Soolvesi, mis on lahus, seda aga ei tee. Seega üks pihuse ja lahuse suur erinevus on püsivus: lahused on püsivad, pihused aga ebapüsivad.

Pihuseid liigitatakse osakeste mõõtmete alusel jämepihusteks ja peenpihusteks ehk kolloidlahusteks. Jämepihuste korral on osakeste mõõtmed suuremad kui 100 nm. Siinkohal on hea võtta võrdluseks inimese juuksekarva läbimõõt, mis on umbes 100 mikromeetrit ehk 100 000 nm, seega jämepihustes on osakesed umbes tuhat korda väiksemate mõõtmetega kui juuksekarva paksus. Kolloidlahustes on osakesed aga veelgi väiksemad. Kolloidlahustes on osakeste läbimõõt 1 … 100 nm ehk kuni 100 000 korda väiksem, võrreldes juuksekarva paksusega. Kuna jämepihustes on osakeste mõõtmed suuremad, siis neid on võimalik näha, kuid kolloidlahuste korral on osakeste mõõtmed niivõrd väikesed, et on lihtne ajada omavahel sassi tõelist lahust ja kolloidlahust. Siinkohal tuleb appi valgus: kui suunata pimedas ruumis näiteks taskulambi valgus uuritavale segule ja me näeme seal valguskiirte vihku, siis saame öelda, et tegemist on kolloidlahusega, sest sealsed osakesed mõjutavad valguse liikumist. Sellist efekti nimetatakse Iiri teadlase John Tyndalli järgi Tyndalli efektiks ja sellega oled Sa ilmselt ka oma igapäevaelus kokku puutunud. Näiteks udu korral autoga sõites muutub autotulede valgus nähtavaks tänu veepiiskadele, mis valguse suunda mõjutama hakkavad. Veel esineb Tyndalli efekt näiteks päikeselise ilma korral metsas, kus päikesekiired on näha õhus olevate tolmuosakeste tõttu.

Tyndalli efekt: vasakul on toodud kolloidlahus, paremal tõeline lahus.

Kolloidlahuste hulka kuuluvad päris paljud meile igapäevaelus tuntud vedelikud, näiteks veri, mitmed ravimid ja värvid, aga ka taimemahlad. Kolloidlahused on püsivamad kui jämepihused ning seismisel niivõrd lihtsalt ei jagune. Samas võivad kolloidlahused kaotada oma voolavuse ning siis tekib tarre ehk geel. Igapäevaelust võiksid sa teada selliseid tardeid nagu sült või tarretis, samuti marmelaad ning juust.

Liigitamine

Jämepihuseid liigitatakse järgmiselt, lähtudes pihustunud aine ja pihustuskeskkonna olekutest:

• Suspensioon on jämepihus, mis moodustub tahke lahustumatu aine pihustumisel vedelikus. Suspensioonid igapäevaelus on näiteks kakao, kohv, mudane vesi, hambapasta, värvid.
• Emulsioon on pihussüsteem, mis tekib lahustumatu vedeliku pihustumisel teises vedelikus (pihustunud aineks vedelik, pihustuskeskkonnaks vedelik). Emulsioonid on tihti väga ebapüsivad ja nende püsivuse parandamiseks lisatakse neisse emulgaatoreid. Emulsioonid igapäevaelus on piim, majonees, erinevad kreemid jne. Näiteks selleks, et piimas olev rasv ja vesi, mis üksteises ei lahustu, püsiksid rohkem aega koos, leidub piimas erinevaid piimavalke, mis käituvad emulgaatoritena. Samas ei suuda emulgaatorid teha oma tööd lõputult kaua ja kui Sa peaksid unustama piimapaki kauemaks toatemperatuurile, kihistuvad vesi ja rasv.
• Aerosool on pihussüsteem, kus pihustuskeskkonnaks on gaasiline aine. Pihustunud aine võib olla nii tahke, näiteks aerosoolvärvide või tolmu korral, kui ka vedel, näiteks deodorantide ja udu korral.
• Vaht on pihussüsteem, kus pihustunud aine on gaasiline. Pihustuskeskkonnaks võib olla vahu korral nii vedel aine, näiteks vahukoor, mannavaht või seebivaht, kui ka tahke aine, näiteks pimsskivi või vahtplast.

Lühidalt võtab pihussüsteemide liigituse kokku alljärgnev tabel: