Раздел 3. Растворы

Растворы – это системы, состоящие из двух и более компонентов, состав и количество которых можно изменять в определенных пределах без нарушения однородности.

Вещество, которое не меняет агрегатное состояние при растворении и содержится в большем количестве, называется растворителем.

Истинными растворами называют однородную (гомогенную) смесь вещества, в которой компоненты находятся в виде молекул или ионов. Размеры частиц не превышают 1 нм. Такой раствор устойчив долго.

Например: воздух, смесь газов – это газообразный раствор; морская вода – это жидкий раствор различных солей в воде; большинство сплавов металлов являются твердыми растворами.

Совокупность химических взаимодействий между растворителем и растворенным веществом при образовании растворов называется сольватацией (гидратацией для водных растворов), а образующиеся химические соединения называются сольватами (гидратами для водных растворов).

Если раствор находится в равновесии с избытком растворенного вещества, то образуется насыщенный раствор.

Растворимость или коэффициент растворимости вещества – это максимальное количество вещества в граммах, растворенного в 100 г растворителя при данной температуре.

Если вещество еще может растворяться в данном растворе, то он называется ненасыщенным. Мерой растворимости в данных условиях служит содержание его в насыщенном растворе.

Растворимость данного вещества определяется концентрацией его насыщенного раствора. Сведения о растворимости различных веществ в воде при температуре 25 °С помещены в Приложении Г.

Растворимость веществ определяется двумя факторами:

1) природой вещества и его агрегатным состоянием;

2) внешними условиями (температура, давление, изменение концентрации веществ и т.д.).

Процесс растворения сопровождается тепловым эффектом ± ∆H.

Массовая доля (процентная концентрация) ω – это отношение массы компонента m(x) к массе всего раствора m_р-ра.

,

где m _р-ля – масса растворителя, г;

ρ – плотность раствора, г/см³;

V – объем раствора, л.

Молярная концентрация вещества (молярность) С(х) – это отношение количества вещества n(x), содержащегося в системе, к объему V этой системы.

,

где m – масса растворенного вещества, г;

М – молярная масса вещества, г/моль;

V – объем рабочего раствора, л.

Единица измерения: моль/л, моль/дм³, моль/м³.

Допускается обозначение М.

Различают одномолярные (1М), двумолярные (2М), децимолярные (0,1М) и сантимолярные(0,01М) растворы.

Например, 1М HCl – одномолярный раствор HCl, т.е. С(HCl)=1моль/л.

Молярная концентрация эквивалентов (нормальность) С(f_эквХ) – это отношение количества вещества эквивалентов растворенного вещества n(f_эквХ) к объему раствора V.

,

Единица измерения: моль/л.

Допускается обозначение н.

Например, 0,1н NaOH – децинормальный раствор NaOH, т.е.

С(NaOH) = 0,1 моль/л.

Моляльная концентрация (моляльность) C_m(x) – это количество растворенного вещества в 1 кг растворителя.

моль/кг,

где – масса растворителя, кг.

Мольная доля вещества – это отношение количества вещества компонента к общему количеству вещества системы. Для бинарного раствора ,

где – количество вещества растворителя,

Титр раствора Т(х) – это масса вещества , содержащаяся в 1 см раствора: , г/ см