Раздел 4. Свойства растворов

Вещества, вступающие в контакт между собой, могут дать:

· новые вещества, если между ними произошло химическое взаимодействие;

· механическую смесь компонентов, если никакого взаимодействия не происходит и смесь образуется только за счёт механического перемешивания;

· раствор, процесс образования которого занимает промежуточное положение между химическими и механическими процессами.

4.1 Общие свойства растворов

Растворы состоят из растворителя и одного или нескольких растворённых веществ, особенно важное значение имеют водные растворы.

Образование растворов происходит самопроизвольно, следовательно, изменение энергии Гиббса растворения: Δ G _{растворения} < 0.

Растворение кристаллических веществ обычно идёт с поглощением теплоты и сопровождается увеличением энтропии, поэтому их растворению способствуют высокие температуры. Растворение газов ─ процесс экзотермический, идёт с уменьшением энтропии и уменьшается с увеличением температуры.

Растворы могут быть ненасыщенными, насыщенными и перенасыщенными (пересыщенными). Насыщенным называется раствор, в котором устанавливается равновесие, когда скорость растворения фазы равна скорости её выделения из раствора:

растворение

Растворяемое вещество (фаза) <==============> Раствор.

образование фазы

Под растворимостью понимают концентрацию насыщенного раствора, её чаще всего выражают массой растворённого вещества, содержащейся в 100 г растворителя. К хорошо растворимым веществам относят те, у которых растворимость 1 г/100 г растворителя, к малорастворимым ─ ( 0,1 … 0,001) г/ 100 г растворителя и к практически нерастворимым < 0,001 г/100 г растворителя.

Существуют более точные способы выражения состава раствора (табл. 4.1).

Образование растворов всегда сопровождается изменением свойств растворителя и растворяемых веществ. В очень разбавленных растворах частицы растворённого вещества находятся на очень большом расстоянии друг от друга и их взаимное влияние можно исключить, а растворитель практически не меняет своих свойств. Такие растворы по свойствам приближаются к идеальным, и для них условно принято, что

ΔН _{растворения} ≈0 и ΔV _{растворения} ≈ 0.

Таблица 4.1

Способы выражения состава раствора

Наименование	Обозначение	Размерность	Пример формы записи
Молярная	m2 сМ = —— M · V	моль / л	0,001 M HCl
Молярная концентрация эквивалента	m2 сЭ = ——— Мэ · V	моль / л	c (½ H2SO4) = 0,1 моль /л
Массовая доля	m2 ω = ———— 100 % m2 + m1	%, доли единицы	10 % масс. 0,1
Моляльность	m2· 1000 Cm = ———— M · m1	моль / кг	1 моль / кг
Молярная доля	ν2 χ2 = ———— __ ν1 + ν2 _____	%, доли единицы	Молярная доля растворённого вещества составляет 20 %

Условные обозначения:

m₁, ν₁ − масса (г) и число моль растворителя;

m₂, ν₂ − масса (г) и число моль растворённого вещества;

М ─ молярная масса растворённого вещества, г/ моль;

V ─ объём раствора; ω, χ − массовая и молярная доля.