Тема 3. Растворы

Значение растворов в жизни и практической деятельности человека. Понятие о раствор и растворимость. Зависимость растворимости от различных факторов. Растворы насыщенные и ненасыщенные, концентрированные и разбавленные

Растворы и сам процесс растворения имеют большое значение в природе, в нашей жизни, в науке и технике. Чаще всего мы имеем дело не с чистыми веществами, а со смесями или растворами. Вода морей, рек, озер, грунтовые воды, питьевая вода - это растворы. Воздух - это раствор газов. Большинство минералов - твердые растворы. Соки растений, напитки - это растворы. Усвоение пищи связано с растворением питательных веществ. Растворами являются кровь, лимфа, лекарства, лаки, краски. Растворы используются в промышленности: текстильной, металлообрабатывающей, фармацевтической, при производстве пластмасс, синтетических волокон, мыла и др.

При растворении веществ происходит их измельчение и рассеивание в объеме раствора. В растворе частицы одного вещества равномерно распределены между частицами другого. Если вещество растворено до уровня молекул, то раствор будет однородным, прозрачным и не будет отстаиваться. Такой раствор является истинным. Например, раствор соли в воде, столовый уксус, раствор сахара. Характерный признак истинных растворов - их однородность.

Растворами называют многокомпонентные однородные системы переменного состава.

В растворе всегда содержатся растворитель и растворенное вещество.

Растворитель - это компонент раствора, находится в таком же агрегатном состоянии, что и раствор, и количественно преобладает. В растворе соли в воде растворителем является вода, а в медицинском спирте - спирт есть растворителем, а вода растворенной веществом. Вода - лучший растворитель для многих веществ. Хорошими растворителями являются спирт, ацетон, бензин, эфиры.

Растворенная вещество может быть в любом агрегатном состоянии: твердом (сахар, соль), жидком (спирт), газообразном (углекислый газ). Одновременно в растворе может быть растворено несколько веществ, например, в минеральной воде растворены различные соли. Количество растворенного вещества может быть разной. Растворы не имеют постоянного состав и в этом заключается их основное отличие от химических соединений.

Растворимостью называется способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Мерой растворимости вещества при данных условиях является ее содержание в насыщенном растворе. Если в 100 г воды растворяется более 10 г вещества, то такое вещество называют хорошо растворимым (например, серная кислота). Если растворяется менее 1 г вещества - вещество малорастворимое (например, гипс). Вещество считают практически нерозчинною, если в раствор переходит менее 0,01 г вещества (например, серебро). Абсолютно нерастворимых веществ не бывает. Даже когда мы наливаем воду в стеклянный сосуд, очень небольшое количество частиц стекла неизбежно переходит в раствор.

Растворимость различных веществ обусловливается многими причинами. Растворимость большинства твердых веществ с увеличением температуры увеличивается, а растворимость газов, наоборот, уменьшается. Давление не влияет на растворимость твердых веществ. Зато увеличение давления повышает растворимость газов.

Растворы классифицируют по разным признакам.

По агрегатному по состоянию выделяют твердые растворы (сплавы металлов, минералы), жидкие растворы (морская вода, чай, столовый уксус) и газообразные растворы (воздуха).

По степени дисперсности, то есть по величине частиц, распределенных в растворителе, различают грубодисперсные системы (с размером частиц от 10^-7 м до 10^-5 м) и тонкодисперсные системы. В грубодисперсных системах вещество находиться в виде небольших частиц, такие системы мутные, непрозрачные, неустойчивые во времени (например, песок в воде). К таким системам относятся суспензии и эмульсии. Суспензия - это система, в которой частицы твердого вещества распределены в жидкости (например, смесь глины с водой). Эмульсия - это система, в которой частицы одной жидкости распределены в другой жидкости (например, смесь растительного масла с водой). В тонкодисперсных системах вещество находится в виде агрегатов нескольких молекул или отдельных молекул. Именно к ним относятся истинные растворы.

По количеству растворенного вещества растворы бывают разбавленные или концентрированные. Если в определенном объеме раствора находится относительно небольшое количество растворенного вещества, то раствор называется разбавленным, а если растворено много вещества, то раствор называется концентрированным. Раствор, в котором данное вещество при данной температуре уже больше не растворяется, называется насыщенным. Раствор, в котором данное вещество еще может растворяться, называется ненасыщенным.