Учение о растворах

Раствор - гомогенная равновесная система переменного состава, образованная из двух или более компонентов (ингредиентов).

Растворитель - среда, в которой растворенные вещества равномерно распределены в виде молекул или ионов.

Растворы часто занимают промежуточное состояние между механической смесью и химическим соединением.

Различия между раствором и химическим соединением:

1. состав раствора может варьироваться в очень широких пределах, а состав химического соединения неизменен;

2. из раствора можно выделять отдельные компоненты, не разрушая его однородности ( с химическим соединением это невозможно).

Различия между раствором и простой механической смесью:

1. часто при растворении образуются сольваты или гидраты:

CuSO₄ + 4H₂O = [Cu(H₂O)₄] SO₄;

2. при растворении может измениться цвет раствора по сравнению с растворяемым веществом;

3. растворение часто сопровождается эндотермическим или экзотермическим эффектом.

Из этого следует, что растворение – это физико-химический процесс, в котором играют роль физические и химические явления. Согласно физической теории, растворы рассматривают как смеси, образующиеся в результате измельчения растворяемого вещества в среде растворителя без непосредственного химического взаимодействия с ним. При этом большая роль отводится такому физическому явлению, как диффузия. Благодаря диффузии молекулы, ионы удаляются с поверхности ратворяющегося векщества и равномерно распределяются по всему объему растворителя. Из-за этого, при отсутствии перемешивания, быстрота растворения зависит от скорости диффузии.

Классификация растворов

1. По агрегатному состоянию:

а) Газообразные (воздух, воздушные смеси) . В растворах газов, как и в индивидуальных веществах, находящихся в газообразном состоянии, наблюдается слабое взаимодействие между молекулами смешиваемых веществ. Для газового раствора характерно химическое движение молекул и отсутствие определенной геометрической структуры. Они находятся в виде химической смеси, каждому компоненту которой присущи индивидуальные физические и химические свойства. В качестве примера такой смеси можно привести воздух, состоящий из растворенных друг в друге азота, кислорода, углекислого газа, инертных и др. газов, паров воды и некоторых твердых микрочастиц (которые называют пылью).

б) Твердые (сплавы, таблетки, пища). Они представляют собой однородные крисьталлы, образующиеся, как правило, из металлов. При этом для одних металлов их взаимная растворимость в твердом состоянии неограниченна, другие же рнастворимы друг в друге лишь до определенной концентрации. Для получения твердого раствора проводят охлаждение расплава, что сопровождается, как правило, выпадением кристаллов.

в) Жидкие (плазма крови, лимфа, речная и морская вода, микстуры). Они обладают внутренней структурой, которая при больших разбалениях близка к структуре растворителя, а в концентрированных растворах – растворенного вещества. Этот тип растворов наиболее распространен.

2. По физическим свойствам (например электропроводность):

а) неэлектролиты (раствор глюкозы);

б) электролиты (физиологический раствор).

3. По размеру частиц:

a) истинные растворы (растворенные вещества находятся в растворе в виде молекул или ионов);

признаки: (1) прозрачны;

(2) устойчивы при хранении;

(3) диаметр частиц < 1 ммк.

б) коллоидные растворы (растворенные вещества в виде сложных агрегатов);

признаки: (1) при прохождении света через раствор специфично рассеивают его, образуя конус Тиндаля;

(2) при хранении разрушаются;

(3) диаметр частиц лежит в интервале 1 - 100 ммк

в) дисперсные системы (взвеси)

существуют в виде эмульсий или суспензий;

признаки: (1) непрозрачны;

(2) неустойчивы;

(3) диаметр частиц > 100 ммк