РАСТВОРЫ. СВОЙСТВА РАСТВОРОВ

Раствор – гомогенная система, состоящая из двух или нескольких веществ (компонентов), причем одно вещество (растворенное вещество) равномерно распределено в виде молекул, атомов или ионов в другом – растворителе.

Растворителем обычно считают вещество, агрегатное состояние которого совпадает с таковым для раствора. Если агрегатные состояния всех компонентов одинаковы, то растворитель – то вещество, которого больше. Исключение – вода, которую всегда считают растворителем.

Растворение сопровождается выделением теплоты (∆Н<0) или поглощением теплоты (∆H>0) и часто изменением объема, что наряду с некоторыми другими явлениями указывает на химическое взаимодействие растворенного вещества и растворителя. Д.И. Менделееев создал гидратную теорию, согласно которой растворение является физико-химическим процессом.

При растворении частицы растворяемого вещества образуют с молекулами растворителя сравнительно нестойкие соединения переменного состава – сольваты. Если растворитель вода, то они называются гидратами. Сольваты образуются тем легче, чем полярнее молекулы растворителя и растворенного вещества. Иногда молекулы воды так прочно связаны с частицами растворенного вещества, что при выделении последнего из раствора в виде кристаллов образуются кристаллогидраты; вода, входящая в их состав, называется кристаллизационной.

При растворении вещества протекают следующие процессы: связи между частицами в растворяемом веществе и в растворителе разрушаются, что связано с поглощением теплоты; одновременно происходит образование сольватов, сопровождающееся выделением теплоты, а затем идет распределение частиц растворенного вещества в растворителе, что связано с поглощением теплоты. Общий тепловой эффект может быть положительным или отрицательным в зависимости от величин тепловых эффектов трех процессов.

Зная теплоту растворения безводной соли ∆H₁ и ее кристаллогидрата ∆H₂ можно вычислить теплоту гидратации:

∆H₃ = ∆H₂ - ∆H₁

Растворы бывают насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные. Насыщенными называются растворы, в которых нерастворенное вещество (в осадке) находится в равновесии с растворенным. Растворимость – масса вещества в граммах, насыщающего 100 г растворителя (или 1000 мл растворителя) при данной температуре.

Раствор, концентрация которого меньше концентрации насыщенного при той же температуре раствора, называют ненасыщенным.

Раствор, концентрация которого больше концентрации насыщенного при той же температуре раствора, называют пересыщенным.

Раствор, содержащий много растворенного вещества, называется концентрированным, а содержащий мало растворенного вещества – разбавленным.

Так как при растворении большинства твердых веществ теплота поглощается, то в соответствии с принципом Ле Шателье при повышении температуры растворимость их увеличивается.

Некоторые жидкости смешиваются друг с другом в любых соотношениях, другие практически нерастворимы друг в друге. Большинство жидкостей имеет ограниченную взаимную растворимость. При повышении температуры растворимость жидкостей в одних случаях увеличивается, в других уменьшается.

Большая часть газов лучше растворяется в менее полярных растворителях, чем в воде. Растворимость газов в воде уменьшается при нагревании и понижении давления.