Раствор-это многокомпонентная гомогенная система переменного состава.

Классификация растворов:

1. По агрегатному состоянию: газообразные (равновесная смесь газов), твердые (внедренные частицы растворенного вещества в узлах кристаллической решетки), жидкие.
2. По природе растворителя: водные, неводные (H₂SO₄, NH₄OH,…).
3. По состоянию растворенного вещества в данном растворителе: неэлектролиты, электролиты (сильные и слабые).
4. По концентрации: предельно разбавленные (С<10^-4 мол/л), разбавленные (10^-4<С<10^-2 мол/л), концентрированные (10^-2<С<1 мол/л), насыщенные (растворенное вещество и нерастворенный избыток находятся в равновесии).

Идеальным называется раствор, образование которого из компонентов в одном агрегатном состоянии не сопровождается тепловым эффектом, изменением объема, а изменение энтропии положительно. В противном случае раствор называется реальным. Хорошим приближением идеального раствора является предельно разбавленный реальный раствор. Для раствора справедливо правило, что подобное лучше всего растворяется в подобном, т.е неполярные молекулы растворяются в неполярном растворителе с образованием молекулярного раствора (например толуол в бензоле) и наоборот.

Наиболее распространенным растворителем является вода. Вода, как полярный растворитель, гидротирует заряженные частицы и при этом выделяется теплота гидратации. Вода уменьшает взаимодействие ионов в растворе, т.к. обладает большой диэлектрической проницаемостью (e=78).

Для характеристики кислотности (щелочности) среды введен специальный параметр – водородный показатель среды pH, определяемый как взятый с обратным знаком десятичный логарифм активности ионов водорода в растворе: pH=-lgA_H+. По аналогии с pH вводится и pOH=-lgA_OH-. Водородный показатель определяет характер раствора. При 295К среда нейтральна при pH=7. При росте температуры pH нейтральной среды возрастает.

Сольватацией называется процесс взаимодействия между частицами растворенного вещества и растворителя. Сольватация может состоят из нескольких стадий протекающих последовательно или одновременно: молекулярная диссоциация, образование сольватов, ионизация и электролитическая диссоциация. Частным случаем сольватации является гидратация – взаимодействие растворенного вещества с водой. Молекулы растворителя при сольватации не разрушаются. Большинство сольватов являются малоустойчивыми соединениями. Однако некоторые вещества удерживают воду, будучи в твердом состоянии (кристаллогидраты), например CuSO₄*5H₂O – медный купорос.

Процесс распада электролитов на ионы в водных растворах и расплавах называется электролитической диссоциацией. Основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса:

1. При растворении в воде молекулы электролитов диссоциируют на положительно и отрицательно заряженные ионы.
2. Диссоциация – обратимы процесс. Как правило он не протекает до конца и в системе устанавливается динамическое равновесие.
3. Ионы в водном растворе находятся в хаотическом движении.

Диссоциацию слабого электролита можно охарактеризовать константой равновесия, называемой константой диссоциации К_д. Из значения константы диссоциации можно оценить силу электролита: меньшему значению К_д соответствует более слабый электролит и наоборот. Для слабых электролитов К_д для данной температуры является постоянной величиной (не зависит от концентрации электролита). Для количественной характеристики электролитической диссоциации вводится понятие степени диссоциации, равной отношению количества электролита, распавшегося на ионы, к общему количеству этого вещества, введенного в раствор. Степень диссоциации является безразмерной величиной.

Закон Рауля: понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором пропорционально молярной доле растворенного вещества. Из закона Рауля возникают два следствия:

1. Температура кипения раствора выше температуры кипения растворителя.
2. Температура замерзания раствора ниже температуры замерзания чистого растворителя.

Самопроизвольный переход растворителя в раствор, отделенный от него полупроницаемой перегородкой называется осмосом. Количественно осмос характеризуется осмотическим давлением, равным силе, приходящейся на единицу поверхности и заставляющую молекулы раствора проникать через полупроницаемую перегородку.

Вернуться назад