Растворы - это однородные смеси (гомогенные системы) переменного состава, содержащие два или более вещества.

Date: 2015-10-07; view: 694.

Общие представления о растворах. Химическая и физическая теории растворов. Способы выражения концентрации растворов, примеры.

Вопрос 38

Из составных частей раствора одно вещество считается растворителем, остальные - растворенными веществами. Растворитель - это вещество, в среде которого равномерно распределяются растворенные вещества; растворитель является составной частью раствора и обычно присутствует в большем количестве. Растворитель может образовывать растворы различных растворенных веществ, например растворы разных солей в одном и том же растворителе - воде, а одно и то же растворенное вещество может давать растворы в различных растворителях, например, растворы бромида натрия в воде и этаноле как растворителях.
В отличие от гомогенных смесей - растворов, гетерогенные системы (суспензии, эмульсии и др.) к растворам не относятся, а представляют собой дисперсные системы. Растворы отличаются от дисперстных систем по размерам частиц дисперсной фазы, а также по ряду других отличий:

В широком смысле под растворами понимаются гомогенные смеси в любом агрегатном состоянии. В химической практике очень важны жидкие гомогенные системы, приготовленные на основе жидкого растворителя. Именно жидкие смеси в химии обычно называют просто растворами. В качестве же дисперсной фазы для получения жидких растворов могут быть использованы вещества, находящиеся в любом состоянии (твердом, жидком, газообразном).

Растворы делятся на истинные и коллоидные.
В истинных растворах (часто называемых просто растворами) частицы растворенных веществ невидимы ни визуально ни с помощью оптического микроскопа. Частицы относительно свободно передвигаются в среде растворителя. В качестве растворенных веществ в истиных растворах могут содержаться неэлектролиты (глюкоза) в виде молекул и электролиты (хлорид натрия) в виде ионов.
Вещества с относительно большими и сложными по составу молекулами (макромолекулами) способны образовывать отдельные фазы и поэтому давать коллоидные растворы (дисперсные системы). В коллоидных растворах дисперсная фаза обычно находится в виде частиц. имеющих диаметр от 1 · 10^-9 до 1 · 10^-7 м и содержащих от тысяч до миллиарда атомов.

По механизму образования коллоидных частиц различают:

• молекулярные коллоиды, дисперсная фаза - макромолекулярные вещества, не образующие истинных растворов, например белки, полимеры;

• ассоциативные или мицеллярные коллоиды, дисперсная фаза - агрегаты, или ассоциаты молекул, которые самопроизвольно образуются в истинных растворах после достижения некоторого значения концентрации этих фаз, например мыла;

• дисперсионные коллоиды, дисперсная фаза - агрегаты атомов или молекул, которые образуются путем диспергирования компактных веществ или конденсацией частиц в концентрированных истинных растворах.

Физическая теория растворов рассматривает процесс растворения как распределение частиц растворенного вещества между частицами растворителя, предполагая отсутствие какого-либо взаимодействия между ними. Единственной движущей силой такого процесса является увеличение энтропии системы ΔS; какие-либо тепловые или объемные эффекты при растворении отсутствуют (ΔН = 0, ΔV = 0; такие растворы принято называть идеальными).

Химическая теория рассматривает процесс растворения как образование смеси неустойчивых химических соединений переменного состава, сопровождающееся тепловым эффектом и изменением объема системы (контракцией), что часто приводит к резкому изменению свойств растворенного вещества (так, растворение бесцветного сульфата меди СuSО4 в воде приводит к образованию окрашенного раствора, из которого выделяется не СuSО4, а голубой кристаллогидрат СuSО4·5Н2О). Современная термодинамика растворов основана на синтезе этих двух подходов.