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 которых в определенных пределах может непрерывно изменяться. При этом преобладающий компонент обычно называют растворителем, остальные компоненты - растворенными веществами, хотя такое деление является условным.
Раствор может иметь любое агрегатное состояние. По агрегатному состоянию различают газообразные, жидкие и твердые растворы. Твердые растворы широко используются в технике (сталь - раствор углерода в железе) и встречаются в виде различных минералов (рубин - раствор оксида хрома (III) в корунде Al2O3). В минералогии твердые растворы называют изоморфными смесями. Примером газообразного раствора может служить воздух. Газообразные растворы обычно называют газовыми смесями. Однако, чаще всего термин "растворы" относится к жидким системам.
Относительное содержание компонента в растворе характеризуется его концентрацией. Растворы с большой концентрацией растворенного вещества называются концентрированными, с малой - разбавленными.
При определенных условиях (температуре, давлении) растворение одного компонента в другом ограничено. Поэтому различают ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные растворы.
Раствор, находящийся в равновесии с твердой фазой, является Насыщенным.
Содержание вещества в насыщенном растворе называется Растворимостью этого вещества. Обычно растворимость выражают массой растворенного вещества в 100 г воды при 200С. Величина растворимости характеризует равновесие между двумя фазами, поэтому на нее влияют все факторы, смещающие это равновесие (в соответствии с принципом Ле Шателье). По значению растворимости различают вещества: хорошо растворимые (KBr, NaCl), малорастворимые (CaSO4) и практически нерастворимые (PbS).
Раствор с концентрацией растворенного вещества меньше его растворимости называется Ненасыщенным.
Если концентрация растворенного вещества превышает его растворимость, раствор называется Пересыщенным. Пересыщенные растворы образуются при охлаждении или испарении растворителя, неустойчивы и при внесении затравки или перемешивании выделяют избыток компонента.
Классификация растворов может быть основана и на других признаках. В зависимости от природы растворителя различают водные и неводные растворы; в зависимости от рН среды - кислые, нейтральные и щелочные (основные) и т. д. Растворение одного вещества в другом является сложным физико-химическим процессом, сопровождающимся изменением энтропии и энтальпии системы. Механизм образования растворов и их свойства объясняет Теория растворов. Исторически сложились две теории растворов - физическая и химическая. Физическая теория растворов рассматривает процесс растворения как распределение частиц растворенного вещества между частицами растворителя без какого-либо взаимодействия между ними. Движущей силой такого процесса является увеличение энтропии системы. Тепловые эффекты и контракцию (уменьшение объема раствора) при растворении теория не объясняет.
Химическая теория, основоположником которой был Д. И.Менделеев, рассматривает процесс Растворения как сложный физико-химический процесс разрушения связей в исходных веществах и образования новых связей между растворителем и растворяемым веществом. Это объясняет тепловые эффекты и изменение объема системы при растворении. Как и любой другой процесс, растворение самопроизвольно протекает при G < 0, т. е. когда энергия новых связей компенсирует разрыв старых. Современная термодинамика растворов основана на синтезе этих двух подходов.
Таким образом, растворы занимают промежуточное положение между физическими смесями и химическими соединениями. Как физические смеси они имеют переменный состав, сохраняют свойства отдельных компонентов и возможность разделения их физическими методами. Сходство растворов с химическими соединениями проявляется в их однородности, тепловых эффектах при растворении, образовании гидратов (Н2SО4Н2О), кристаллогидратов (CuSО45Н2О, Na2CO310H2O), в явлении контракции.
Рассмотрим процесс растворения твердого (кристаллического полярного) вещества в воде. Растворение вещества сопровождается как разрушением его кристаллической решетки (затрата энергии, ?Нкр.>0), так и взаимодействием образующихся частиц с молекулами воды (процесс гидратации, выделение энергии, ?Нгидр.<0). Если ?Нкр.>?Нгидр., то суммарная энтальпия процесса растворения ?Нраств.>0, процесс эндотермический, раствор охлаждается. Так растворяются большинство веществ: КСl, NH4NО3 и пр. Если ?Нкр.<?Нгидр., то ?Нраств.<0, процесс экзотермический, раствор нагревается. Так растворяются AlCl3, Nа2SО4 и пр. Иногда ?Нраств.?0 и температура раствора почти не меняется (так происходит в случае растворения NaCl). Растворение газов сопровождается только гидратацией, т. е. является экзотермическим (?Нраств.<0).
Растворы как равновесные системы подчиняются принципу Ле-Шателье: при повышении температуры растворимость большинства твердых веществ (для которых ?Нраств.>0) увеличивается, а растворимость газов понижается (для газов ?Нраств.<0). Увеличить растворимость газов можно повышением давления. При оценке возможности растворимости различных веществ в растворителях следует пользоваться эмпирическим правилом "Подобное растворяется в подобном": полярные вещества (соли, гидроксиды, кислоты) хорошо растворяются в полярных растворителях (вода, спирт), а неполярные (парафин) в неполярных (бензин).
Похожие статьи
-
ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ - Характеристика основных видов растворов
В насыщенном растворе малорастворимого сильного электролита устанав-ливается равновесие между твердой фазой (осадком) и ионами электролита: ВaSO4 (в...
-
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...
-
Растворы - термодинамические устойчивые системы переменного состава, состоят не менее чем из двух компонентов и продуктов их взаимодействия. Это...
-
Разбавленные Растворы неэлектролитов (веществ, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток) обладают рядом свойств, количественное...
-
ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ - Характеристика основных видов растворов
Гидролизом называется обменная реакция между веществом и водой. При гидролизе обычно происходит изменение реакции среды. Если гидролиз не сопровождается...
-
Важнейшей характеристикой раствора является его состав. Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено безразмерными единицами (долями...
-
ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ (рН) - Характеристика основных видов растворов
Вода - очень слабый электролит, поэтому в незначительной степени диссоциирует на ионы: H2O H+ + OH-. Константа диссоциации воды равна: Kд. = [H+][OH-] /...
-
СИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ - Характеристика основных видов растворов
В водных растворах сильные электролиты полностью диссоциированы, поэтому даже при малых концентрациях растворов энергия электростатического...
-
СЛАБЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ - Характеристика основных видов растворов
При растворении в воде слабого электролита устанавливается динамическое равновесие между недиссоциированными молекулами и продуктами их диссоциации -...
-
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...
-
Электролиз - р-ция превращения ве-ва под действ. эл. тока. если к р-ру или расплаву эл-та поднести эл. ток, то ионы в нем начнут направленно перемещаться...
-
В последнее десятилетие в нашей стране очень сильно возросло потребление парфюмерно-косметических товаров. На российском рынке постоянно появляются новые...
-
Технологический процесс изготовле-ния бумаги (картона) включает следующие основные операции: Аккумулирование бумажной массы; разбавление ее водой до...
-
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....
-
Существует три основных типа окислительно-восстановительных реакций: 1. Если окислитель и восстановитель находятся в молекулах различных веществ, то...
-
Окислители и восстановители Все химические реакции можно разделить на два типа: - Реакции, идущие без изменения степени окисления атомов, входящих в...
-
Модель в общем смысле (обобщенная модель) есть создаваемый с целью получения и (или) хранения информации специфический объект (в форме мысленного образа,...
-
В технике в большинстве случаев инженер имеет дело с дисперсными системами, которые состоят из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Дисперсная фаза -...
-
ПРИЛОЖЕНИЕ - Характеристика основных видов растворов
> Таблица относительных электроотрицательностей элементов I II III IV V VI VII VIII H 2,1 Li Be B C N O F 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Na Mg Al Si P S Cl...
-
Р-ры-галог. с-мы, сост. из 2х или более компонентов(расв-ль и растворимые ве-ва). Растворитель-тот компонент, кот. в чистом виде нах-ся в том же...
-
Анализ временных рядов, Стационарные временные ряды и их основные характеристики - Динамические ряды
Стационарные временные ряды и их основные характеристики Поиск модели, адекватно описывающей поведение случайных остатков T анализируемого временного...
-
Пусть { , , ..., } - множество возможных состояний некоторой физической системы. В любой момент времени система может находиться только в одном...
-
Основные опасности при перегонке связаны с использованием электрических нагревательных приборов (электроплитки, колбонагреватели). 1. Шнур (нельзя...
-
5.1 Основные опасности при работе с концентрированными кислотами 1. Сильные неорганические кислоты при попадании на кожу вызывают химические ожоги. При...
-
Изохорный процесс - Основные положения молекулярно-кинетической теории, ее опытные обоснования
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным (от греч. "хорема" - вместимость). Из уравнения состояния...
-
Прототипом разработанной автором системы моделей служит "точечная" модель [1], представляющая собой пространственно осредненный вариант уравнений горения...
-
КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ВОДЫ И ВОДНЫХ РАСТВОРОВ В РАЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ - Химические свойства и строение воды
Для осуществления процесса кристаллизации в растворе необходимо создать пересыщение. По способам его создания различают два основных метода...
-
Электролиз - физико-химический процесс, состоящий в выделении на Электродах составных частей растворенных веществ или других веществ, который возникает...
-
Применение Промышленное производство винилхлорида входит в первую десятку производства крупнейших многотонажных продуктов основного органического...
-
Особое место в характеристике растворителей занимает диэлектрическая проницаемость. Преимущество последней по сравнению с другими критериями связаны с...
-
Основные характеристики нечетких множеств, Примеры нечетких множеств - Нечеткая логика
Пусть M = [0,1] и A - нечеткое множество с элементами из универсального множества E и множеством принадлежностей M - Величина ?A(x) называется...
-
Свойства системы Система P-CAD характеризуется следующими основными свойствами: Ratsnest отображение электрических соединений; Rubberbanding в реальном...
-
Изобарный процесс - Основные положения молекулярно-кинетической теории, ее опытные обоснования
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным (от греч. "барос" - вес, тяжесть). Согласно уравнению...
-
Определяли динамическую обменную емкость, полную динамическую обменную емкость и степень отмывки смолы КУ-2 от Cu2+-катионов 5% раствором серной кислоты....
-
Слабые (L<<1, L<<100%) нек. мин. к-ты HNO2, H3PO4, HJ NH3, все ост. органич. основания (Me(OH)2), больш-во органич. кислот НСООН, СН3СООН,...
-
Главным параметром трансформатора является его мощность. Различают электромагнитную, полезную, расчетную и типовую мощности трансформатора....
-
Характеристика основного оборудования - Работа сернокислотного производства
Безопасность оборудования обеспечивается посредством соблюдения требований законодательства в РК в области безопасности машин и оборудования (закон...
-
Дисперсной называется система, состоящая из двух или более веществ, причем одно из них в виде очень маленьких частиц равномерно распределено в объеме...
-
Диспергированием называют тонкое измельчение твердых мате-риалов или жидкостей и распределение их частиц в жидкой или газообразной среде, в результате...
-
В основе метода лежит закон адитивности оптической плотности при соблюдении основного закона светопоглощения. Ход работы 1. Выбор оптимальных...
ВИДЫ РАСТВОРОВ. РАСТВОРИМОСТЬ. ПРОЦЕСС РАСТВОРЕНИЯ - Характеристика основных видов растворов