Сущность процесса растворения.

Практическое занятие № 23

Основные понятия о растворах и растворимости.
Вопросы:

1. Виды дисперсных систем.

2. Сущность процесса растворения.

3. Выражение концентрации растворов.

Виды дисперсных систем.

Если одно вещество мелко раздроблено и равномерно распределено в другом веществе, возникает дисперсная система. Раздробленное вещество называется дисперсной фазо й, а вещество, в котором распределена дисперсная фаза, - дисперсионной средой.

Дисперсные системы могут быть различными по агрегатному состоянию. Воздух, например, является типичной газообразной дисперсной системой, состоящей из газообразного кислорода, азота, оксида углерода (IV) и др. Сплавы металлов - типичные твердые дисперсные системы. Жидкие дисперсные системы образуются в жидкой дисперсной среде.

Мы будем заниматься в основном жидкими дисперсными системами. Дисперсионной средой в таких системах могут быть вода, спирт, керосин, бензол и другие жидкости. Дисперсной фазой могут быть как твердые вещества, так и жидкости и газы.

Дисперсные системы можно разделить на грубодисперсные системы (взвеси), коллоидные растворы и истинные растворы. Это зависит от размеров частиц дисперсной фазы. Если их размер превышает 100 нм, образуются грубодисперсные системы - суспензии или эмульсии.

Суспензии получаются, если дисперсная фаза твердая, а эмульсии - если она жидкая. Например, если взболтать в воде глину или сильно измельченный мел, то получается мутная смесь, которая очень медленно отстаивается. Это и есть суспензия.

Примером эмульсии может служить молоко, где дисперсной фазой являются капельки жира. Следует заметить, что образование эмульсии имеет определенное физиологическое значение, так как жир в виде эмульсии легче усваивается организмом. Этим объясняется эмульгирующая функция желчи, выделяемой печенью.

Грубодисперсные системы не пропускают лучи света, частицы их достаточно крупны, их можно увидеть в микроскоп. Суспензии можно фильтровать через бумажный фильтр.

Как суспензии, так и эмульсии обычно более или менее быстро расслаиваются при хранении. В отличие от них коллоидные растворы значительно более устойчивы. В них размер частиц дисперсной фазы колеблется в пределах от 1 до 10 нм.

Наиболее устойчивыми среди дисперсных систем являются так называемые истинные, или молекулярные, растворы, в которых размер частиц дисперсной фазы не превышает 1 нм. Как правило, в таких растворах дисперсная фаза раздроблена до молекул или до ионов.

Сущность процесса растворения.

Обязательными компонентами любого раствора являются растворитель и растворенное вещество. Растворителем обычно называют компонент, агрегатное состояние которого такое же, как у раствора в целом. В практике чаще пользуются растворами, в которых растворителя гораздо больше, чем растворенного вещества. Растворенные вещества могут быть взяты в любом агрегатном состоянии. Кроме того, в одном растворе может быть растворено несколько веществ. Типичным примером такого раствора служит морская вода. В настоящем курсе рассматриваются только такие растворы, в которых растворителем является вода.

Если поваренную соль, сахар или перманганат калия поместить в воду, то мы заметим, как количество твердой соли (или другого вещества) постепенно уменьшается — идет растворение; при этом вода, в которой растворилось вещество, изменяет свои свойства: она приобретает вкус, окраску, изменяются температура ее кипения, замерзания, плотность, электрическая проводимость и т. д. Изменяют свойства и растворяемые вещества. Они уже не твердые. Сухая поваренная соль не проводит

электрический ток, дистиллированная вода гоже не проводит ток, а водный раствор поваренной соли электропроводен. При растворении очень часто наблюдается выделение или поглощение теплоты. Причиной этого являются различные физические и химические процессы, происходящие при растворении. Однако если выпарить из раствора воду, то можно опять получить поваренную соль, причем в том же количестве, что и до раство­рения.

Возникает вопрос: можно ли рассматривать растворы как механические смеси? В механических смесях каждый компонент сохраняет свои свойства, а в растворах свойства компонентов меняются. Исходя из этого, а также из того, что в растворе могут происходить химические реакции, Д. И. Менделеев предложил рассматривать растворы «... как жидкие, непрочные, определенные химические соединения в состоянии диссоциации».Вместе с тем растворы нельзя считать химическими соединениями в полном смысле этого слова, так как раствор одного и того же вещества может иметь разный количественный состав, а у химического соединения состав постоянный. Другими словами, количества растворенного вещества и растворителя в растворе могут быть различными.Таким образом, растворами можно назвать физико-химические дисперсные системы, состоящие из двух или нескольких веществ и их непрочных химических соединений.