Химия

Растворы: механизм образования и классификация

Растворы - это жидкие диссоционные системы, образованные частицами растворителя и растворенного вещества и тех неопределенных, но экзотермических соединений, которые образуются между ними. Раствор — это однородная смесь двух или более компонентов.

Растворы могут иметь разное агрегатное состояние:

● жидкое (например, одеколон, сироп, рассол);

● газообразное (например, смесь газов: О₂, N₂, СО₂, Аr образуют воздух);

● твёрдое (например, сплавы).

В ходе растворения происходит дробление (измельчение) вещества. Растворение - сложный физико-химический процесс. Взаимодействие между веществом и растворителем - сольватация, а в случае воды — гидратация.

Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя.

В результате растворения образуются Сольваты. Если растворителем является вода, то образующиеся сольваты называются Гидратами.

Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, называются кристаллогидратами. Вода, входящая в их состав, называется кристаллизационной водой.

Впервые идею о химическом характере процесса растворения высказал Д. И. Менделеев в разработанной им химической (гидратной) теории растворов (1887г.)

Процесс растворения включает три основные стадии.

1. Разрушение растворенного вещества до уровня молекул или ионов. Этот процесс требует затраты энергии.

2. Взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества. Сольватация (гидратация) сопровождаются выделением энергии.

3. Равномерное распределение сольватов (гидратов) в растворителе.

Растворимость – это способность вещества растворяться в растворителе.

Поскольку при растворении изменяется температура раствора, естественно предположить, что растворимость зависит от температуры.

Насыщенным является раствор, в котором растворенное вещество находится в равновесии с раствором (содержит максимальное количество растворяемого вещества при данной температуре). Раствор с меньшей концентрацией, чем в насыщенном, называются ненасыщенным, а с большей – пересыщенным.

Если раствор содержит много растворённого вещества по отношению к растворителю, то он называется концентрированным, если вещества мало — то разбавленным. Очень часто от состава раствора зависят его свойства, а значит, и применение.

Количественной характеристикой растворимости является коэффициент растворимости. Коэффициент растворимости показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 1000 мл растворителя при данной температуре. Растворимость выражают в граммах на литр (г/л).

Классификация растворов по различным критериям.

1. По агрегатному состоянию выделяют: твёрдые, газообразные и жидкие растворы.

2. По размерам частиц растворённого вещества: коллоидные и истинные.

3. По степени концентрации частиц растворённого вещества в растворе: насыщенные, ненасыщенные, концентрированные, разбавленные (с ними мы уже познакомились).

4. По способности проводить электрический ток: электролиты и неэлектролиты.

5. По назначению и области применения: химические, медицинские, строительные, специальные растворы и др.