1. Ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные растворы. Кристаллизация веществ из растворов: закономерности, использование для очистки соединений и разделения смесей. Растворимость газов.

Растворы – гомогенные (однофазные) системы одного состава, состоящие из двух или более компонентов. Размеры частиц в растворах <10^-8.

Механизм растворения: процесс растворения протекает, если

12. Разрушаются связи или сила ММВ в исходных в-вах (эндотермический процесс, Qразр.<0)

13. Врзникают силы взаимодействия между растворенным в-вом и раств-ем (эндотермический процесс, Qгидррат.>0)

По соотношению преобладания числа частиц, переходящих и раствор или удаляющихся из раствора, различают растворы

14. Насыщенные,ненасыщенные,пересыщенные.

По относительным количествам растворенного вещества и растворителя растворы подразделяют на разбавленные и концентрированные.

Раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, т.е. раствор, находящийся в равновесии с растворяемым веществом, называют насыщенным, а раствор, в котором еще можно растворить добавочное количество данного вещества, — ненасыщенным.

Насыщенный раствор содержит максимально возможное (для данных условий) количество растворенного вещества. Следова­тельно, насыщенным раствором является такой раствор, который находится в равновесии с избытком растворенного вещества. Концентрация насыщенного раствора (растворимость) для данно­го вещества при строго определенных условиях (температура, растворитель) — величина постоянная.

Раствор, содержащий растворенного вещества больше, чем его должно быть в данных условиях в насыщенном растворе, на­зывается пересыщенным. Пересыщенные растворы представляют собой неустойчивые, неравновесные системы, в которых наблю­дается самопроизвольный переход в равновесное состояние. При этом выделяется избыток растворенного вещества и раствор ста­новится насыщенным. Насыщенный и ненасыщенный растворы нельзя путать с разбавленным и концентрированным. Разбавлен­ные растворы — растворы с небольшим содержанием растворен­ного вещества; концентрированные растворы — растворы с большим содержанием растворенного вещества. Необходимо подчеркнуть, что понятие разбавленный и концентрированный растворы являются относительными, выражающими только соотношение количеств растворенного вещества и растворителя в растворе. Поэтому иногда встречаются определения «крепкий», «слабый» растворы в том же самом значении. Можно сказать, что эти определения возникли из практической необходимости. Так, говорят: концентрированный (крепкий) раствор H2SO4 или раз­бавленный (слабый) раствор H2SO4, но сказать однозначно, какой концентрации раствор серной кислоты нужно считать концентри­рованным, а какой — разбавленным, точно нельзя. Количественной характеристикой растворимости является коэффициент растворимости. Хорошо растворимые (>10 г в-ва в 1 л воды). Малорастворимые ( от 0, 01 до 10 г в-ва в 1 л воды) – СаSO₄·Н₂О гипс. Практически нерастворимые (<0,01 г в-ва в 1 л воды) – АgCl. Растворимость в-в зависит от природы растворителя, от природы растворителя в-в, температуры, давления (для газов). Растворимость газов при повышении температуры уменьшается, при повышении давления – увеличивается.

Механизм процесса растворения. Тепловой эффект растворения. Растворимость твердых веществ в воде и других растворителях.

Механизм растворения растворяемого вещества. Это обусловлено, что в растворе происходит взаимодействие частиц растворяемого вещества с растворителем. Растворение часто сопровождается выделением или поглощением теплоты, а также увеличением или уменьшением объема раствора. Так, например, при смешивании 1 л этилового спирта и 1 л воды объем образующегося раствора оказывается равным не 2 л, а 1,93 л. Уменьшение объема связано с образованием водородных связей между молекулами спирта и воды. Растворение некоторых веществ сопровождается выделением (концентрированные кислоты, щелочи) или поглощением тепла (растворение некоторых солей, хлорид натрия или калия). Все это указывает на то, что процесс растворения является сложным физико-химическим процессом. Основу современной теории растворов создал Д.И. Менделеев. Он установил, что при растворении протекают одновременно два процесса: физический – равномерное распределение частиц растворяемого вещества по всему объему раствора, и химический – взаимодействие растворителя с растворяемым веществом. Последний процесс называют сольватацией (от лат. Solverе - растворять), а образующиеся соединения – сольватами. Применительно к водным растворам говорят о гидратации и гидратах.

Тепловой эффект растворения зависит не только от природы взятого вещества и растворителя, но также от количества взятого растворителя и от концентрации первоначального раствора.  Растворимость твердых веществ в жидкостях определяется природой растворителя и растворяемого вещества, а также температурой. Абсолютно нерастворимых веществ в природе не существует. Практически нерастворимы в воде BaSO4, AgCl, Fe ( OH) 3, CaCO3 и другие вещества. Одно и то же вещество в различных растворителях растворяется в неодинаковой степени. Растворимость твердых веществ в жидкостях колеблется для различных растворяемых веществ и растворителей в очень широких пределах. В подавляющем большинстве случаев при повышении температуры она увеличивается. Зависимость растворимости от температуры удобно выражать графически в виде кривых растворимости. Растворимость твердых веществ в воде зависит главным образом от температуры. Растворимость твердых веществ в сжатых газах также может быть определена статическими и динамическими методами. Растворимость твердого вещества, называемого в процессах кристаллизации солью, обычно увеличивается с повышением температуры. Растворимость твердого вещества в жидкости зависит не только от сил межмолекулярного взаимодействия растворителя и растворимого, но и от температуры и теплоты плавления растворяемого вещества.