РАСТВОРЫ. РАСТВОРИМОСТЬ, Общая характеристика и классификация растворов - Растворы
Общая характеристика и классификация растворов
Растворы имеют большое значение для живых организмов (питательные вещества усваиваются в виде растворов; плазма крови, лимфа, желудочный сок - все это растворы); природная вода и минеральные воды - это тоже растворы; в промышленности и производстве многие процессы протекают в растворах.
Если в сосуд с водой поместить кристаллы поваренной соли, сахара или перманганата калия, то можно наблюдать, как количество твердого вещества постепенно уменьшается. При этом вода, в которую были добавлены кристаллы, приобретает новые свойства: у нее появляется соленый или сладкий вкус, в случае перманганата калия появляется малиновая окраска, также изменяется ее плотность, температура замерзания и другие свойства. Полученные жидкости уже нельзя назвать водой, даже если они неотличимы от воды по внешнему виду, как в случае с солью и сахаром. Это - растворы.
Растворы это дисперсные системы, в которых частицы одного вещества равномерно распределены между частицами другого вещества. В общем случае есть дисперсионная среда и диспергируемое вещество.
По степени дисперсности (размеру частиц) различают:
- - Грубодисперсные системы (взвеси, суспензии, эмульсии), которые являются гетерогенными, непрозрачными и малоустойчивыми во времени; диаметр частиц в таких системах равен примерно 10-5 - 10-7 метра; - Истинные (молекулярные) растворы - гомогенные, прозрачные (кроме металлов, полупроводников), неограниченно устойчивые во времени системы; с диаметром частиц примерно 10-8 - 10-10 метра; - Коллоидные системы (золи) - сочетают свойства грубодисперсных систем и истинных растворов: это микрогетерогенные системы, достаточно прозрачные, но очень сильно рассеивающие свет; могут долго сохраняться при неизменных внешних условиях (т. е. термодинамически неустойчивы), с диаметром частиц примерно 10-7 - 10-8 метра.
Мы будем изучать Истинные растворы - термодинамически устойчивые гомогенные системы переменного состава, состоящие из двух и более компонентов, находящихся в состоянии химического равновесия. Раствор растворимость электролитический диссоциация
Компонентом в данном случае является вещество, количество которого можно изменять независимо от количества других веществ. Например, водный раствор хлорида натрия содержит следующие частицы: H2O, H3O+, ОН-, Na+, Cl-. Но компонентов в этой системе только два: H2O и NaCl.
В истинных растворах растворенное вещество диспергировано до атомного, ионного или молекулярного уровня. Если раствор профильтровать через самый плотный фильтр, то ни соль, ни сахар, ни перманганат калия не удается отделить от воды. Следовательно, эти вещества в воде раздроблены до наиболее мелких частиц - молекул и ионов. Молекулы могут опять собраться в кристаллы только тогда, когда испарится вода.
По Агрегатному состоянию растворы могут быть Жидкими (например, морская вода), газообразными (например, воздух) или Твердыми (многие сплавы металлов).
Растворитель + раств. вещество | ||
Газ + газ Воздух: азот + О2, СО2 |
Жидкость + газ Газированная вода |
Тв. вещество + газ Платина (никель) + Н2 |
Газ + жидкость Туман |
Жидкость + жидкость Раствор спирта в воде |
Тв. вещество + жидкость Сливоч. масло + вода |
Газ + Тв. вещество Дым |
Жидкость + Тв. вещ. Мутная речная вода |
Тв. вещество+Тв. вещество Сплавы, керамика |
Любой раствор состоит из растворителя, растворенного вещества и продуктов их взаимодействия. Обычно компонент, содержание которого можно довести до 100%, не нарушая гомогенности системы, называют растворителем. В приведенных примерах растворителем является вода. Но не всегда обязательно вода является растворителем.
Пример 1. Спирт и вода смешиваются друг с другом в любых количествах, а раствор все время остается жидким, поэтому любое из этих двух веществ может считаться растворителем.
Пример 2. При комнатной температуре к воде больше 28 % NaCl добавить нельзя, хлорид натрия перестает растворяться, поэтому здесь растворителем является вода и не потому, что ее больше, а потому, что вода составляет с раствором единую фазу.
Пример 3. Растворимость нитрата серебра в воде при комнатной температуре равна 70%, следовательно, растворителя - H2O в насыщенном растворе содержится меньше, чем растворенного вещества. Все равно, в данном случае, растворителем является вода, так как в виде индивидуального вещества нитрат серебра - твердая фаза, а раствор - жидкость.
Растворы - физико-химические системы, которые имеют сходство и с механическими смесями, и с химическими соединениями.
Признаки механических смесей и химических соединений:
Механические смеси |
Химические соединения |
1. неоднородность |
1. однородность |
2. проявление свойств отдельных компонентов |
2. появление новых свойств у компонентов (электропроводность, окраска) |
3. возможность разделения на составные части физическими методами |
3. проявление тепловых эффектов при смешивании компонентов |
4. изменение объема |
Физическая теория растворов (теория идеальных растворов).
Вант-Гофф и Аррениус в 1883-1885 годах по аналогии с газовыми смесями допускали, что молекулы растворенного вещества и растворителя индифферентны (безразличны) друг к другу, химического взаимодействия между компонентами нет, а движущей силой растворения является увеличение энтропии. Такая ситуация возможна, если энергия взаимодействия разнородных частиц мала и равна энергии взаимодействия одинаковых частиц друг с другом.
Идеальный раствор - однородная смесь двух веществ, которая состоит из неполярных молекул, причем силы взаимодействия между однородными молекулами равны силам взаимодействия между разнородными молекулами.
Главный недостаток теории - химическое взаимодействие между компонентами не учитывалось. Поэтому законы, которые открыты в рамках этой теории, используют для расчетов и описания свойств только очень разбавленных растворов неэлектролитов.
Химическая теория растворов.
Д. И.Менделеев в 1887 году предложил так называемую, Сольватную теорию, в которой считалось, что растворитель и растворенное вещество образуют непрочные соединения неопределенного состава - сольваты (для водных растворов - гидраты, например, гидраты серной кислоты H2SO4-H2O, H2SO4-2H2O, H3O+, [Al(H2O)6]3+ и т. д.). Часто, при охлаждении или упаривании, их можно выделить в виде твердых кристаллосольватов (кристаллогидратов). Например, медный купорос CuSO4 - 5H2O.
Основной недостаток теории - не позволяет количественно описать физико-химические свойства растворов.
Представления, лежащие в основе современной физико-химической теории растворов, были развиты русскими учеными И. А. Каблуковым и В. А. Кистяковским, которые объединили физическую и химическую теории, и также объяснили причины возникновения электролитической диссоциации.
Похожие статьи
-
ВИДЫ РАСТВОРОВ. РАСТВОРИМОСТЬ. ПРОЦЕСС РАСТВОРЕНИЯ - Характеристика основных видов растворов
Растворы - гомогенные системы, состоящие из двух или более компонентов (растворителя, растворенного вещества и продуктов их взаимодействия), состав...
-
Молекулярно-массовые характеристики полимеров - Физико-химические свойства растворов полимеров
Полимолекулярность, средние молекулярные массы и молекулярно-массовое распределение. В силу особенностей процесса синтеза макромолекул и возможности их...
-
Общая характеристика. - Витамины: общая характеристика и классификация
Витамины (от лат. VITA - жизнь) - группа органических соединений разнообразной химической природы, необходимых для питания человека и животных и имеющих...
-
Осмотическое давление раствора - Характеристика основных видов растворов
В 1748 году было обнаружено явление перехода растворителя через мембрану из менее концентрированного раствора в более концентрированный, которое назвали...
-
ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ - Характеристика основных видов растворов
В насыщенном растворе малорастворимого сильного электролита устанав-ливается равновесие между твердой фазой (осадком) и ионами электролита: ВaSO4 (в...
-
Разбавленные Растворы неэлектролитов (веществ, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток) обладают рядом свойств, количественное...
-
Классификация витаминов. - Витамины: общая характеристика и классификация
Витамины делят на две большие группы: витамины растворимые в жирах , и витамины , растворимые в воде . 1. ВИТАМИНЫ, РАСВОРИМЫЕ В ЖИРАХ: Витамин A...
-
Свойства жиров - Общая характеристика жиров
Животные жиры - твердые легкоплавкие вещества легче воды (плотность 0,91-0,94 г/см3), плохо проводят тепло. Большинство растительных масел - жидкости,...
-
Общая характеристика жиров - Общая характеристика жиров
Жиры - природные соединения, находящиеся в тканях животных, растений, в семенах и плодах различных растений, в некоторых микроорганизмах. Как правило,...
-
Большинство систем классификации растворителей по химическим признакам в явной либо неявной формах учитывает их кислотно-основные свойства. Поэтому самая...
-
Диэлектрическая проницаемость (ДП) раствора е относится к важнейшим факторам из числа оказывающих наиболее сильное влияние на характеристики протекающего...
-
За последние четыре десятилетия атомная энергетика и использование расщепляющих материалов прочно вошли в жизнь человечества. В настоящее время в мире...
-
СИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ - Характеристика основных видов растворов
В водных растворах сильные электролиты полностью диссоциированы, поэтому даже при малых концентрациях растворов энергия электростатического...
-
С развитием системных исследований, с расширением экспериментальных методов изучения реальных явлений все большее значение приобретают абстрактные...
-
В технике в большинстве случаев инженер имеет дело с дисперсными системами, которые состоят из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Дисперсная фаза -...
-
Задача количественного химического анализа состоит в определении содержания тех или иных элементов в анализируемом материале; при этом главное требование...
-
Жиры как продукты питания - Общая характеристика жиров
Животные жиры и растительные масла, наряду с белками и углеводами - одна из главных составляющих нормального питания человека. Они являются основным...
-
Введение, Общая характеристика химического элемента, Физические свойства - Биогенные элементы. Сера
Семра -- элемент шестой группы третьего периода главной подгруппы периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 16....
-
Применение H2O2 связано с его окислительными свойствами и безвредностью продукта его восстановления (H2O). Его использую для отбеливания тканей и мехов,...
-
Пероксид водорода представляет собой бесцветную вязкую жидкость с плотностью 1,46 г/см3, замерзающую при t = -0.48c и кипящую при t = 152c. В лаборатории...
-
Растворы - термодинамические устойчивые системы переменного состава, состоят не менее чем из двух компонентов и продуктов их взаимодействия. Это...
-
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ - Характеристика основных видов растворов
Все вещества по способности в растворе или в расплавленном состоянии проводить электрический ток можно подразделить на две группы: электролиты и...
-
Заключение:, Список литературы: - Витамины: общая характеристика и классификация
Витамины могут быть отнесены к группе Биологически Активных соединений , оказывающих свое действие на обмен веществ в ничтожных концентрациях. Это...
-
Важнейшей характеристикой раствора является его состав. Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено безразмерными единицами (долями...
-
Различают первичные (экзогенные) и вторичные (эндогенные) гиповитаминозы. Первичные гиповитаминозы обусловлены низким содержанием витаминов в пищевых...
-
Последние сведения о состоянии реактора первого энергоблока, опубликованные компанией TEPCO, показывают, что, скорее всего, значительная часть активной...
-
СЛАБЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ - Характеристика основных видов растворов
При растворении в воде слабого электролита устанавливается динамическое равновесие между недиссоциированными молекулами и продуктами их диссоциации -...
-
Существует три основных типа окислительно-восстановительных реакций: 1. Если окислитель и восстановитель находятся в молекулах различных веществ, то...
-
Процессы окисления. - Методы очистки и получения коллоидных растворов
Наряду с серой в реакциях окисления обычно образуются политио-новые кислоты, главным образом пентатионовая кислота H2S5O6 Реакции двойного обмена....
-
Общая характеристика благородных газов - Благородные газы и их свойства
Главную подгруппу восьмой группы периодической системы составляют благородные газы -- гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Эти элементы...
-
Понятие и классификация спиртов СПИРТЫ (алкоголи) - класс органических соединений, содержащих одну или несколько группировок С-ОН, при этом гидроксильная...
-
Дисахариды - Классификация углеводов
Дисахариды - кристаллические углеводы, молекулы которых построены из соединенных между собой остатков двух молекул моносахаридов. Простейшими...
-
Моносахариды - Классификация углеводов
Из шестиуглеродных моносахаридов - гексоз - важное значение имеют глюкоза, фруктоза и галактоза. Глюкоза Основные понятия . Строение молекулы. Для...
-
Производство и применение жиров - Общая характеристика жиров
Производство жиров всем мире исчисляется десятками миллионов тонн в год. Животных жиров в настоящее время производится более 20 млн. т в год, из которых...
-
Физические свойства Очень чистый Na2O2 бесцветен, обычно полученный продукт чуть желтоватого цвета. Tпл = 6750 c (разлагается). Гексагональная...
-
Особое место в характеристике растворителей занимает диэлектрическая проницаемость. Преимущество последней по сравнению с другими критериями связаны с...
-
Определяли динамическую обменную емкость, полную динамическую обменную емкость и степень отмывки смолы КУ-2 от Cu2+-катионов 5% раствором серной кислоты....
-
Общая характеристика комплексов кобальта - Свойства кобальта и его комплексных соединений
Для кобальта характерно образование комплексных соединений. Так, в качестве лигандов при образовании комплексов с кобальтом часто выступают молекулы...
-
Физические свойства, Общая химическая характеристика кадмия - История открытия и свойства кадмия
Кадмий _ Серебристо-белый , отливающий синевой Металл , тускнеющий на воздухе из-за образования защитной пленки оксида. Температура плавления - 321C,...
-
Общие сведения Висмут (латинское Bismuthum, обозначается Bi) -- элемент с атомным номером 83 и атомным весом 208,9804. Является элементом главной...
РАСТВОРЫ. РАСТВОРИМОСТЬ, Общая характеристика и классификация растворов - Растворы