Растворы. Общие сведения о растворах

    Растворами называют физически однородные (гомогенные) смеси двух или нескольких веществ.

    Физическая однородность достигается равномерным перемешиванием молекул. Не следует путать растворы и механические смеси, в которых перемешаны не молекулы, а макроскопические частицы вещества. Не является раствором смесь, состоящая из двух не смешивающихся жидкостей (например, масло и вода). Такую смесь называют эмульсией.

    Если одного вещества в растворе больше, чем другого, то оно называется растворителем, а прочие вещества (или вещество) – растворенными веществами.

    Растворы называются слабыми или разбавленными, если число молекул растворенных веществ очень мало, по сравнению с числом молекул растворителя. Растворы же, содержащие много растворенных веществ, называются крепкими. Очень крепкие растворы называются концентрированными.

    От химических соединений растворы отличаются тем, что в химические соединения вещества вступают в строго определенных пропорциях, тогда как относительные количества веществ в растворах могут меняться в более или менее широких пределах. Но растворы нельзя считать и механическими смесями молекул. Из-за взаимодействия последних, растворы по некоторым признакам приближаются к химическим соединениям. Так при смешении спирта с водой наблюдается некоторое уменьшение объема. Растворение обычно сопровождается выделением или поглощением тепла. Тепловой эффект считается положительным, если при растворении тепло выделяется, и отрицательным, если оно поглощается. Величина теплового эффекта зависит не только от количества растворенного вещества, но и от количества растворителя.

    Под теплотой растворения обычно понимают количества тепла, которое выделяется или поглощается при растворении моля вещества в настолько большом количестве растворителя, что дальнейшее добавление растворителя уже не приводит к выделению или поглощению тепла.

    Для примера приведем данные о теплоте растворения некоторых веществ в воде при 18⁰С и атмосферном давлении:

Эти величины примерно лишь на порядок меньше соответствующих величин при химических реакциях. При смешении соли со снегом или мелко раздробленным льдом происходит образование раствора, сопровождающееся сильным охлаждением. С помощью NaCl можно добиться понижения температуры до -21⁰С, а с помощью CaCl₂ ·6H₂O – до -55⁰С. Это явление используется в холодильной технике.

В слабых растворах взаимодействия между молекулами растворенных веществ не играет заметной роли. В теории им обычно пренебрегают подобно тому, как это делается в учении об идеальных газах. Имеет значение только взаимодействие молекул растворенных веществ с молекулами растворителя.

Растворы ряда веществ отличаются от других тем обстоятельством, что молекулы растворенных веществ полностью или частично диссоциируют (распадаются) на ионы. Этим объясняется электропроводность таких растворов, которые получили название электролитов.

    Во многих жидких растворах установлено существование сольватов. Так называют более или менее непрочные соединения постоянного состава молекул или ионов растворенных веществ с молекулами растворителя. В водных растворах сольваты называют гидратами. Сольваты и гидраты непрерывно и создаются вновь.

    Вещества, входящие в раствор называются его компонентами. Относительное содержание компонентов в растворе характеризуется их концентрациями. Различают весовые, молярные и объемные концентрации.

Весовая концентрация – это отношение веса рассматриваемого компонента к общему весу раствора. Выражается в %.

Молярная концентрация – отношение числа молей рассматриваемого компонента к общему числу молей раствора.

Объемная концентрация – количество компонента (в граммах или молях) в единице объема раствора.