3.2. Загальні відомості про розчини, їх склад і типи

Більшість хімічних процесів в організмі людини протікає при умові, що всі речовини, які приймають в них участь, знаходяться в розчиненому стані. Рідини внутрішнього середовища забезпечують транспорт поживних речовин (жирів, амінокислот, кисню, лікарських препаратів, т.д.) до органів та тканин, а також, виведення з організму метаболітів (сечовини, вуглекислого газу, т.д.). Хімічний склад деяких фізіологічних рідин зазначений в табл.9.

Таблиця 9

Йонний склад деяких біорідин, ммоль/л

Біорідина	Na+	K+	Ca2+	Cl–	HCO3–	Мас. частка білка, %
Плазма крові	140	5	2,5	105	27	6-8
Піт	75	5	2,5	75	–	–
Сльози	140	5	–	115	20	0,8
Слина	60-100	7-20	1,5-4	60-80	10-20	0,5
Шлунковий сік	20-60	6-7	–	145	–	0,5
Панкреатичний сік	150	7	3	80	80	–
Сеча	150	36	5	160	-	–

Усі біохімічні процеси в організмі тварин і людини відбуваються в розчинах. Розчини різноманітні за властивостями, і лише невелика кількість ознак характерна для всіх розчинів без винятку.

Розчином називається гомогенна система змінного складу з двох або більше компонентів (складових частин) та продуктів їх взаємодії. Найбільш важливим видом розчинів є рідкі розчини. Кожний розчин складається з розчинника і розчиненої речовини. Речовину, яка при розчиненні не змінює свого агрегатного стану, або входить до складу розчину у більшій кількості, називають розчинником. Най­поширенішим у природі розчинником є вода. Другим компонентом розчину є розчинена речовина (одна або декілька). Частинками розчиненої речовини є окремі молекули або йони з розміром менше 1 нм, які рівномірно розподілені між молекулами роз­чинника. За своїми властивостями розчини займають проміжне місце між механічними сумішами і хімічними сполуками. Від суміші розчин відрізняє те, що будь-який його мікроскопічний об’єм, який знаходиться у стані динамічної рівноваги, має однаковий хімічний склад і фізичні властивості, як і вся маса розчи­ну.

Розчини класифікують за різними озна­ками. За агрегатним станом розчини поділяють на газуваті, рідкі і тверді. Для газуватих розчинів характерний хаотичний рух молекул усіх ком­понентів, дуже слабка взаємодія між ними і відсутність певної структу­ри. Тому кожний компонент такого розчину зберігає характерні для нього фізичні та хімічні властивості. З огляду на це, газуваті розчини за звичайного тиску можна розглядати як фізичну суміш. Прикладом такого розчину є повітря. Склад сухого атмосферного повітря (у відсотках за об’ємом) такий: азоту - 78,09 %; кисню - 20,95 %; вуглекислого газу - 0,032 % та 0,93 % благо­родних газів.

До рідких розчинів належать гомогенні суміші газів, рідин і твердих речовин з рідинами. Тверді розчини утворюються при кристалізації твердих розплавів металів. При цьому кристалічну гратку твердого розчину утворюють частинки всіх компонентів (атоми, йони, молекули), які утримуються за рахунок міжіонної, міжатомної та міжмолекулярної взаємодій.

За вмістом розчиненої речовини розчини поділяють на розведені та концентровані. Розведеним вважають розчин, у якому вміст розчиненої речовини не перевищує 30%, а у концентрованому розчині масова частка роз­чиненої речовини становить понад 30%. Назви «концентрований» і «розведений» вказують лише на ступінь розчинності речовини, що міститься в даній кількості розчинника, і не вказують на ступінь його насичення.

Концентрований розчин може бути і насиченим, і ненасиченим. Наприклад, якщо в 100 г води при 100 °C розчинити 200 г калій нітрату KNO₃, то такий розчин буде досить концентрованим, але ненасиченим, бо для одержання насиченого розчину при цих умовах потрібно розчинити не 200, а 245 г цієї солі. Інший приклад: якщо в 100 г води при звичайній температурі розчинити в одному випадку 0,10 г кальцій гідроксиду Ca(OH)₂, а в другому — 0,16 г, то обидва розчини будуть дуже розбавлені і разом з тим перший з них буде ненасиченим, а другий — насиченим.

За здатністю речовини розчинятись за даних умов у визначеній масі розчинника розчини бувають ненасиченими, насиченими, переси­ченими.

Розчин, який містить при даній температурі максимальну кількість розчиненої речовини і знаходиться в рівновазі з надлишком розчиненої речовини, називають насиченим. Ненасиченими розчинами називають такі розчини, в яких при даній температурі концентрація розчиненої речовини менша, ніж в насиченому розчині. Крім насичених і ненасичених, існують пересичені розчини, в яких розчиненої речовини в розчиненому стані більше, ніж потрібно для одержання насиченого розчину. Пересичені розчини дуже нестійкі і досить легко розкладаються з виділенням надлишку розчиненої речовини і утворенням насиченого розчину.

За наявності або відсутності електролітичної дисоціації розчини поділяють на розчини електролітів та неелектролітів. Розчини електролітів дисоціюють на йони солей, кислот, основ (наприклад, розчини калій нітрату KNO₃, хлоридної кислоти HCl, калій гідроксиду KOH). Речовини-неелектроліти практично не дисоціюють у воді. Розчини електролітів та неелектролітів називають істинними розчинами. Істинні розчини не мають поверхні розподілу, стійкі, гомогенні. Істинні розчини поділяються на молекулярні та йонні.