Что такое растворы?
Значение растворов для химии невозможно переоценить. Огромное количество химических реакций происходит в растворах, а растворимость — одно из важнейших свойств вещества. Растворы изучает физическая химия. Раствор — это гомогенная, то есть однородная смесь переменного состава, которая состоит из растворителя, растворенного вещества и продуктов, получившихся в результате их взаимодействия. При этом каждый из компонентов распределяется в массе другого в виде молекул, ионов или атомов.
Под переменным составом раствора понимается следующее: соотношение веществ, смешанных друг с другом, способно в определенных пределах непрерывно изменяться. Раствор соли можно упаривать или разбавлять водой, но жидкости, полученные при этом, все равно будут называться растворами соли.
Растворитель отличается от растворенного вещества тем, что его агрегатное состояние при образовании раствора не изменяется. Обычно речь идет о растворе твердого вещества в жидкости, тогда жидкость и есть растворитель. Если же смешивается газ с газом, жидкость с жидкостью, твердое вещество с твердым, то растворителем является тот компонент, количество которого преобладает.
Образование раствора связано с интенсивностью межатомного, межмолекулярного или межионного взаимодействия частиц разных веществ. Процесс взаимодействия растворяемого вещества с водой называется гидратацией, что является частым случаем сольватации — взаимодействия частиц растворенного вещества с частицами растворителя. При гидратации образуются гидраты. Кристаллогидратами называются кристаллы, в состав которых входят молекулы воды такая вода носит название кристаллизационной. Образование водородных и других связей энергетически выгодно, и потому гидратация сопровождается выделением энергии. Ее часть идет на разрушение кристаллической решетки, а избыток выделяется в виде тепла. Так, при растворении твердого гидроксида натрия NaOH раствор сильно разогревается. Но если для разрушения кристаллической решетки расходуется больше энергии, чем выделяется при образовании гидратов, то раствор сильно охладится. Так происходит, например, при растворении в воде твердого нитрата аммония NH4N03.
Таким образом, вещество в растворе находится в новом состоянии — в виде гидратов. Значит, растворение не только физический, но и химический процесс.
В быту раствором называют только жидкое вещество, например раствор соли в воде или золота в ртути. Но в химической практике растворы — это гомогенные системы, в которых растворитель бывает жидким, твердым или газообразным. Смесь цемента с водой и песком тоже называют раствором, хотя с точки зрения химии это раствором не является.
