Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


РАСТВОРЫ

РАСТВОРЫ, гомогенные системы, состоящие из двух или более компонентов, состав к-рых в определенных пределах может непрерывно изменяться. От мех. смесей растворы отличаются своей однородностью и возрастанием энтропии системы при смешении компонентов. По агрегатному состоянию различают растворы газовые (газовые смеси), жидкие и твердые. Обычно, если особо не оговаривается, термин "растворы" относят к жидким системам; см. также Твердые растворы.

Относит. содержание компонента в растворе характеризуется его концентрацией. При этом преобладающий компонент обычно называют растворителем, остальные компоненты-растворенными веществами; такое деление, однако, является условным. При определенных т-ре и давлении растворение одного компонента в другом происходит в нек-рых пределах изменения концентрации, т.е. смешение является ограниченным. Равновесный раствор, в к-ром при ограниченной р-римости компонентов и заданных внеш. условиях концентрация одного из компонентов максимальна, наз. насыщенным, а его концентрация наз. растворимостью компонента. Зависимость р-римости от т-ры и давления обычно изображают графически в виде диаграмм р-римости (см. Диаграмма состояния, Растворимость). При концентрациях растворенного в-ва, меньших его р-римости, растворы наз. ненасыщенным. Раствор, переохлажденный таким образом, что концентрация растворенного в-ва превышает его р-римость, наз. пересыщенным. Пересыщенные растворы мета-стабильны, при внесении затравки или перемешивании возможно самопроизвольное выделение избытка пересыщающего компонента, что ведет к образованию новой жидкой или твердой фазы (см. Зарождение новой фазы).

По наличию или отсутствию электролитической диссоциации молекул растворенных в-в различают два осн. класса растворов: растворы электролитов и растворы неэлектролитов. В особый класс выделяют также растворы высокомол. соединений, св-ва к-рых существенно отличаются от св-в растворов низкомол. в-в из-за больших различий в размерах молекул растворенного в-ва и р-рителя (см. Растворы полимеров). Классификация растворов может быть основана также и на др. признаках. Так, в зависимости от концентрации растворенного в-ва различают растворы концентрированные и разбавленные; в зависимости от природы р-рителя выделяют водные и неводные растворы; в зависимости от концентрации ионов Н+ и ОН- - кислые, нейтральные и щелочные (основные).

Термодинамич. св-ва растворов определяются взаимод. между молекулами компонентов и характеризуют растворы в целом. Доля, вносимая данным компонентом в то или иное св-во раствора, определяется парциальной молярной величиной компонента. Особое значение имеет парциальная молярная энергия Гиббса - химический потенциал компонента, к-рый позволяет выражать условия фазового и хим. равновесий в растворах. Важнейшее св-во растворов-зависимость хим. потенциалов компонентов от состава.

Межмол. взаимод. и тепловое движение приводят к образованию флуктуации концентрации - короткоживущих группировок молекул, обусловливающих отклонение локального микроскопич. состава раствора от макроскопического. Если компоненты близки по хим. строению, размерам и характеру взаимод., структура раствора принципиально не отличается от строения чистых жидкостей. При наличии специфич. взаимод. (хим. превращений, водородных связей и т. п.) растворенные в-ва могут образовывать устойчивые комплексы с р-рителем как постоянного, так и переменного состава (см. Сольватация). В ряде растворов взаимод. молекул растворенного в-ва с молекулами р-рителя сопровождается противоположным процессом - диссоциацией молекул растворенного в-ва.

При малых концентрациях растворенных в-в в растворах сохраняется структура, характерная для чистого р-рителя, с увеличением концентрации структура растворов изменяется. Напр., у водных растворов электролитов ионы больших размеров (в сравнении с молекулой воды) разрушают структуру р-рителя, а ионы меньших размеров ее упорядочивают. Установление связи св-в растворов с характером межмол. взаимод. или макро-скопич. св-вами чистых компонентов составляет проблему теории растворов.

Растворы широко распространены в природе и играют важную роль во мн. отраслях пром-сти и техники. Химически чистые в-ва представляют собой лишь предельное состояние, к-рое в действительности не достигается; даже чистейшие металлы, получаемые методами вакуумной или зонной плавки, содержат ничтожные кол-ва примесей (10-6 %) и по существу являются твердыми растворами. Образование растворов существенно изменяет условия протекания хим. р-ций между компонентами (см. Реакции в растворах); мн. процессы происходят исключительно в растворах. Изучение физ.-хим. св-в растворов тесно связано с проблемами разделения прир. и пром. смесей, получения чистых в-в методами ректификации, экстракции, кристаллизации, абсорбции и др. Водные растворы солей, к-т и оснований широко используют в гидрометаллургии при извлечении цветных металлов из руд. Исключительна роль водных растворов во всех биол. процессах. Использование неводных растворов связано с применением полимеров, красителей, лаков, приготовлением жидкостей с заданными физ. св-вами (вязкостью, диэлектрич. проницаемостью и др.).

Лит. см. при статьях Растворы неэлектролитов, Растворы полимеров, Растворы электролитов. М. Ф. Головко.

Еще по теме:

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн