Immiscibiliteit

Immiscibiliteit is de eigenschap van twee stoffen waardoor zij zich niet tot een eenheidsoplossing mengen. Bij volledig immiscibele vloeistoffen ontstaan na mengen twee afzonderlijke vloeistoflagen met een duidelijk grensoppervlak, zoals water en olie. Bij gedeeltelijke of beperkte miscibiliteit kan er weliswaar enige menging plaatsvinden, maar blijft er nog een duidelijke grenslaag bestaan.

De oorzaak ligt in de aard van de intermoleculaire krachten en de thermodynamica van oplossingen. Menging is afhankelijk van de verandering in Gibbs vrije energie bij het mengen. Als ΔG_mixing positief is over het bereik van concentraties, blijft de vloeistoffase gescheiden. Veelvoorkomende immiscibiliteitsparen bestaan uit een polaire vloeistof en een apolair of sterk nauwelijks gemengde vloeistoffen. De temperatuur, druk en de aanwezigheid van andere componenten kunnen de mate van menging beïnvloeden.

In een toepassingscontext leveren immiscibele vloeistoffen belangrijke scheidingstechnieken op, zoals extraheren en scheiding door decantatie met een scheitrechter. Emulsies ontstaan vaak wanneer een emulgator of malen van oppervlaktespanning wordt toegepast, wat leidt tot stabiele mengsels van kleine druppels. Omgekeerd kunnen additieven of verdelingsprocedures de immiscibiliteit verminderen of tijdelijk veranderen, bijvoorbeeld door het verlagen van interfaciale spanning.

Naast vloeistoffen zijn ook andere systemen onderling immiscibel, zoals sommige vaste-vloeistof- of vloeistof-vaste systemen onder specifieke omstandigheden. Het begrip immiscibiliteit is fundamenteel in chemie, procesengineering en milieuzorg, waar scheiding en raffinage van mengsels cruciaal zijn.