20. Растворы. Физико-химические основы процесса растворения. Процесс гидратации. Растворимость. Классификация растворов: ненасыщенные, насыщенные, пересыщенные. Диаграмма состояния воды.

Растворы – это гомогенные (однофазные) системы переменного состава, состоящие из двух или более веществ (компонентов).

Растворитель — это вещество, находящееся в большом количестве, не меняющее своего агрегатного состояния при добавлении к нему другого вещества.

Растворенное вещ. – находится в меньшем количестве, меняет агрегатное состояние при добавлении к растворителю.

Концентрация раствора – относительное количество растворенного вещества, содержащегося в единице массы или единице объёма раствора.

При растворении имеет место физико-химическое взаимодействие растворяемого вещества с молекулами растворителя, в результате которого разрушается его исходная структура и происходит образование новой структуры, свойственной раствору. При этом различают физическую и химическую стадии растворения вещества, которые протекают одновременно. На физической стадии происходит процесс измельчения растворяемого вещества до отдельных молекул или ионов и их равномерное распределение во всем объеме раствора. Осуществляется она за счет действия молекул растворителя на вещество и протекания процесса диффузии. На химической стадии растворения происходит взаимодействие частиц растворенного вещества(молекул или ионов) с молекулами растворителя и образуются химические соединения.

Гидратация — присоединение молекул воды к молекулам или ионам. Гидратация является движущей силой электролитической диссоциации - источником энергии, необходимой для разделения противоположно заряженных ионов. При гидратации молекулы воды не распадаются на ионы. Гидратация обусловлена межмолекулярным взаимодействием по донорно-акцепторному механизму. Гидратация в водных растворах приводит к образованию стойких и нестойких соединений воды с растворенным веществом (гидратов); в органических растворителях образуются аналогичные гидратам сольваты (продукты присоединения растворителя к растворенным веществам). Гидратация обусловливает устойчивость ионов в растворах и затрудняет их ассоциацию (объединение простых молекул или ионов в более сложные, не вызывающее изменения химической природы вещества).

Растворимость – способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Мерой растворимости вещества при данных условиях служит содержание его в насыщенном растворе.

Классификация растворов

Раствор называется насыщенным, если в нем находится предельное при данных условиях количество растворенного вещества. Если в растворе содержится больше растворенного вещества, то раствор называется пересыщенным, а если меньше – ненасыщенным.

Диаграмма показывает те состояния воды, которые термодинамически устойчивы при определенных значениях температуры и давления. Она состоит из трёх кривых, разграничивающих все возможные температуры и давления на три области, отвечающие льду, жидкости и пару. При температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении. Такое состояние называется сверхкритической жидкостью.

Диаграмма состояния воды.