РАЗДЕЛ 3. РАСТВОРЫ.

Основные характеристики растворов

Растворы занимают промежуточное положение между химическими соединениями постоянного состава и механическими смесями.

Раствор– гомогенная система переменного состава, состоящая из двух или более компонентов.

Растворы бывают:

1) твёрдыми – твёрдые растворы или сплавы (например, сплав серебра и золота);

2) газообразными – газообразные растворы или смеси газов (например, смесь азота и кислорода);

3) жидкими – могут быть построены по типу жидкость - газ, жидкость - жидкость, жидкость - твёрдое вещество (например, водный раствор сахара, кровь, водный раствор поваренной соли).

Отсутствие у растворов постоянного состава, неприменимость к ним законов эквивалентов и кратных отношений сближает их с механическими смесями. Но однородность, тепловые и объёмные эффекты – сближают с химическими соединениями.

Способы выражения состава растворов.

На практике состав растворов выражают с помощью следующих величин:

а) безразмерных – массовая и мольная доли;

б) размерных – молярная концентрация вещества, молярная концентрация вещества эквивалентов, моляльность.

Основные способы выражения концентрации растворов приведены в таблице 2.

Растворимость

Растворимость – это способность вещества растворяться в том или ином растворителе.

Мерой растворимости вещества при данных условиях является его содержание в насыщенном растворе, т.е. там, где установилось равновесие между раствором и веществом, которое осталось нерастворённым.

Таблица 2

Основные способы выражения концентрации растворов

Вид концентрации	Математическая формула	Пример
Массовая доля растворенного вещества - это есть отношение массы растворенного вещества ( ) к массе раствора ( ).	(51)   следует учесть, что (52) (53) где mв-ва – масса растворенного вещества (г); mр-ра – масса раствора (г); rр-ра – плотность раствора (г/мл); Vр-ра – объем раствора (мл).	4,8 г H2SO4 содержится в 24 г раствора. Тогда   то есть в 100 г раствора содержится 20 г серной кислоты.
Молярная концентрация растворенного вещества (или молярность) –это отношение количества моль растворенного вещества (n) к объему раствора (V) или число моль растворенного вещества в 1 литре раствора.	(54) (моль/л) (55) где mв-ва – масса растворенного вещества (г); Мв-ва – молярная масса растворенного вещества (г/моль); V - объем раствора (л)	В 500 мл раствора содержится 28 г KOH. Тогда   то есть в 1 литре раствора содержится 0,1 моль гидроксида калия.
продолжение таблицы 2
Вид концентрации	Математическая формула	Пример
Молярная концентрация эквивалента растворенного вещества –это есть отношение количества эквивалентов (числа моль эквивалентов) растворенного вещества (nэкв) к объему раствора (V) (или число моль эквивалентов растворенного вещества в 1 литре раствора).	(56) (мольэкв/л) (57) где mв-ва – масса растворенного вещества (г); – молярная масса эквивалентов растворенного вещества (г/мольэкв); V – объем раствора (л)	В 100 мл раствора содержится 0,365 г HCl. Тогда     то есть в 1 литре раствора содержится 0,1 моль эквивалентов соляной кислоты.
Моляльная концентрация (или моляльность) – это есть количество моль растворенного вещества (n) в 1 кг растворителя (или в 1000 г растворителя).	(58) (моль/кг) (59) где mв-ва – масса растворенного вещества (г); Мв-ва – молярная масса растворенного вещества (г/моль); mр-ля – масса растворителя (кг).	В 500 г воды (т.е. растворителя) содержится 40 г NaOH. Тогда то есть в 1 кг воды содержится 2 моль NaOH.
продолжение таблицы 2
Вид концентрации	Математическая формула	Пример
Молярная доля растворенного вещества – это отношение количества моль растворенного вещества к сумме количеств (к сумме моль) всех веществ, составляющих раствор.	(60)   где nв-ва – количество моль растворенного вещества (моль); nр-ля – количество моль растворителя (моль).	49 г H2SO4 растворено в 36 г воды. Тогда   то есть молярная доля H2SO4 в растворе равна 0,2.

В зависимости от содержания растворённого вещества раствор может быть:

1. насыщенным– это раствор, который находится в равновесии с твёрдой фазой растворённого вещества и содержит максимально возможное при данных условиях количество этого вещества;

2. ненасыщенным – это раствор, концентрация вещества в котором ниже концентрации насыщенного раствора, т.е. ниже его растворимости;

3. пересыщенным – это раствор, в котором содержится вещества больше, чем определяется его растворимостью.

Количественно растворимость выражается коэффициентом растворимости – это масса вещества, способного растворяться в 100 г растворителя при данной температуре.

Для газов иногда коэффициент растворимости выражают в миллилитрах газа, способного раствориться в 1000 г растворителя (или в 1 л растворителя) при данной температуре и давлении.

Растворимость вещества зависит:

1. от природы растворенного вещества и природы растворителя (в этом случае полярные вещества (НС1, NaCl) лучше растворяются в полярных растворителях (вода), а неполярные вещества лучше растворяются в неполярных или малополярных растворителях);

2. от температуры (с повышением температуры путем нагревания растворимость большинства твердых веществ, как правило, увеличивается, растворимость газов (Н₂, O₂) в воде с повышением температуры уменьшается);

3. от давления (для растворимости газов)