Растворы. Основные количественные характеристики растворов

Жидким раствором называется молекулярная смесь двух или нескольких веществ, находящихся в жидком состоянии. Вещество, присутствующее в растворе в большем количестве, называют растворителем, а другое – растворённым веществом.

Растворы, состоящие из двух веществ (компонентов), называют бинарными.

Количество веществ в растворе характеризуют концентрацией. Различают молярную и массовую концентрацию. Молярную концентрацию определяют как отношение количества молей молекул растворённого вещества ν₂ (или количество молей растворителя ν₁ ) к полному количеству молей молекул раствора:

или (6.51)

Причём .

Гораздо удобнее использовать массовую концентрацию, поскольку компоненты легко взвесить,:

или (6.52)

Причём .

Как правило, жидкости можно смешивать в любых количествах. Твёрдые же вещества, добавленные в растворитель в большом количестве, не всегда полностью растворяются. Поэтому важной характеристикой растворов является растворимость. Под растворимостью понимают максимальную равновесную концентрацию растворяемого твёрдого вещества, то есть максимальную концентрацию, при которой твёрдое вещество, подлежащее растворению, находится в равновесии с раствором, то есть концентрацию насыщенного раствора.

Способность твёрдых веществ растворяться в том или ином растворителе зависит от давления и температуры.

Механизм растворения сводится к разрыву связей между молекулами каждого из исходных веществ и образованию новых связей между молекулами веществ, находящихся в растворе. Во многих случаях при растворении молекулы вещества распадаются на составные части – ионы (у солей, щелочей, кислот). Обычно на разъединение молекул при растворении вещества затрачивается определённая энергия, поэтому при растворении происходит охлаждение вещества. Энергию, затраченную на растворение, называют теплотой растворения.

После разъединения молекул растворяемого вещества силы притяжения между молекулами растворённого вещества и растворителя могут быть значительными, что приводит к образованию комплексов молекул. При этом за счёт работы сил притяжения внутренняя энергия увеличивается и происходит нагревание. Если увеличение внутренней энергии при образовании комплексов превышает уменьшение внутренней энергии за счёт разъединения молекул растворённого вещества, то итог процесса растворения сводится к нагреванию при растворении. Выделяющуюся при этом теплоту также называют теплотой растворения.

Растворы, у которых теплота растворения равна нулю, называют идеальными растворами. Это означает, что взаимодействие между молекулами растворённого вещества и растворителя такое же, как и между молекулами растворителя. Идеальными можно считать и любые растворы с малой концентрацией растворённого вещества.

Дата добавления: 2014-01-04