Лекция № 8 Общие свойства растворов.
Раствор – гомогенная (однофазнае) система, состоящая из двух или более компонентов.
В природе и технике растворы имеют огромное значение. Усвоение пищи связано с переводом питательных веществ в раствор. Все природные воды являются растворами. Растворами являются важнейшие физиологические жидкости – кровь, лимфа и др. Клеточный сок, например, состоит из воды и различных веществ, чаще всего в виде коллоидного раствора. Многие химические реакции протекают в растворах.
По агрегатному состоянию растворы бывают жидкие, твердые и газообразные. Примером первых могут быть растворы солей в воде; примеров вторых – сплав никеля и меди (из которого делают разменную монету) или сплав серебра и золота; примером третьих – смесь газов, воздух.
Растворы
сплавы
воздух, смесь газов
растворы солей, кислот
твердые
жидкие
газообразные
Если рассмотреть бинарные или двухкомпонентные растворы, то они состоят из растворителя (или среды) и растворяемого вещества. Эти понятия условны. Однако, обычно растворителем считают компонент, который находится в той же фазе, что и сам раствор, или тот, компонент, которого в растворе больше.
Наибольшее значение имеют жидкие (водные) растворы.
Некоторые вещества неограниченно растворимы друг в друге ( серная кислота – вода, этиловый спирт – вода), некоторые растворимы ограниченно (поваренная соль – вода).
Растворимость – это свойства вещества растворяться в воде или другом растворителе. Данные о растворимости приводятся в химических справочниках и выражаются в виде количества вещества в г, содержащегося в насыщенном растворе в 100 г растворителя (для мало растворимых веществ приводится произведение растворимости), Насыщенный раствор содержит максимальное количество вещества, которое может растворятся в данном растворителе при данной температуре, в нем молекулы на поверхности кристалла находятся в динамическом равновесии с молекулами вещества в растворе. Насыщенный раствор обычно готовят следующим образом: растворитель с растворяемым веществом нагревают, растворимость вещества повышается, затем охлаждают, и часть вещества выпадает в осадок. Этот прием лежит в основе метода очистки веществ – перекристаллизации. Иногда вещество при охлаждении выпадает не сразу. Полученные термодинамически неустойчивые растворы называют пересыщенными. Через некоторое время или при механическом воздействии (встряхивание, затирание стеклянной палочкой) из них выпадает осадок.
Пока еще не выявлены закономерности, позволяющие предсказать, в каком растворителе могло бы растворяться данное вещество. Можно лишь руководствоваться правилом « подобное растворяется в подобном». То есть, соединения с ионной или ковалентной полярной связью (диполи) лучше растворимы в полярных растворителях (с высокой диэлектрической проницаемостью ε, вода, уксусная кислота, этиловый спирт); соединения с ковалентной неполярной связью – в неполярных растворителях (толуол, бензол, смеси углеводородов – бензин и т.п.)
Свойства растворов зависят от количества растворенного вещества, то есть от концентрации раствора.
Концентрация раствора – количество растворенного вещества, содержащегося в определенном количестве раствора или растворителя. В зависимости от того, в каких единицах выражается количество растворенного вещества и количество растворителя или раствора, существуют различные способы выражения концентрации растворов.
Для приблизительного выражения концентрации растворов применяют термины концентрированный и разбавленный растворы.
Концентрированный раствор содержит такие количества растворенного вещества, которые сравнимы с количеством растворителя.
Разбавленный раствор содержит очень малое количество растворенного вещества по сравнению с количеством растворителя