Miscibilitat

El gasoil és immiscible en l'aigua. Els anells de colors són produïts per una interferència òptica de la pel·lícula.

La miscibilitat és la propietat d'un substància pura de mesclar-se en totes les proporcions amb una altra substància pura, generalment en el mateix estat fàsic, formant una solució físicament homogènia. En principi aquest terme s'aplica a sòlids, líquids i gasos, però és més habitual emprar-lo en tractar la solubilitat d'un líquid en un altre. L'aigua i l'etanol, per exemple són miscibles en totes les proporcions. Per contrast, hi ha substàncies que són immiscibles en alguna proporció, no formen una solució. Per exemple l'èter dietílic és força soluble en aigua, però aquests dos solvents no són miscibles, ja que no són solubles en totes les proporcions.

Perquè dues substàncies siguin miscibles entre elles, l'energia de Gibbs de mescla $\Delta _{\text{mix}}G$ a la temperatura i pressió de treball ha de ser negativa $\Delta _{\text{mix}}G<0$.

Mescla d'etanol i dodecà. A la zona encerclada per la corba (línia de miscibilitat) els dos composts estan en fases diferents, sense mesclar-se.

Quan les fraccions molars dels dos components poden tenir qualsevol valor, es diu que les dues substàncies són totalment miscibles. En cas contrari, es diu que les dues substàncies presenten miscibilitat parcial o que són parcialment miscibles; en aquest cas, la regió de miscibilitat indica l'interval de composicions en què la mescla és possible. Es parla de líquids miscibles quan les dues substàncies pures són líquids i formen una mescla líquida, com la mescla d'aigua i etanol. Es parla de líquids parcialment miscibles quan els dos líquids només són miscibles en una certa regió i, en variar la composició, la mescla deixa de ser miscible i el sistema se separa en dues fases conjugades, cadascuna de les quals és una solució d'un dels dos components en l'altre. És el cas, per exemple, de la majoria de mescles d'aigua i líquid orgànic. El mateix succeeix en els sòlids, ja que hi pot haver-hi sòlids miscibles, com ara els aliatges, i sòlids parcialment miscibles. S'anomena línia de miscibilitat a la línia d'un diagrama de fases de dos components parcialment miscibles que separa una regió de miscibilitat, en què els dos components són miscibles, d'una regió d'immiscibilitat, en què la mescla deixa de ser miscible.

Compostos orgànics

En compostos orgànics, el percentatge en pes de la cadena d'hidrocarburs sovint determina la miscibilitat del compost en l'aigua. Per exemple, entre els alcohols l'etanol té dos àtoms de carboni i és miscible en l'aigua, en canvi l'octanol amb un substituent C₈H₁₇ no ho és. També aquest és el cas dels lípids de cadena de carbonis molt llarga que gairebé tots són inmiscibles en aigua. Situacions anàlegues ocorren per altres grups funcionals.

Metalls

Els metalls immiscibles no poden formar aliatges. Un exemple d'immiscibilitat és el coure i el cobalt, on el congelament ràpid per formar precipitats sòlids s'ha usat per a crear materials granular GMR (en magnetoresistència gegant)

Determinació

La miscibilitat de dos materials sovint es determina òpticament. Quan dos líquids miscibles es combinen, el líquid resultant és clar. Si la mescla és nebulosa els dos materials són inmiscibles. Tanmateix s'ha de tenir en compte l'índex de refracció dels materials que si són similars la mescla dels inmiscibles pot resultar clara.