Теория:
Растворы — это однородные смеси переменного состава.
Любой раствор состоит из двух и более компонентов: растворителя и растворённого вещества (растворённых веществ).
Растворитель — это вещество, которое находится в том же агрегатном состоянии, что и раствор.
Если оба вещества имеют одно агрегатное состояние, то растворителем, как правило, считают вещество, масса которого больше. Но в случае с водными растворами обычно растворителем считают воду, независимо от соотношения масс веществ.
Растворы устойчивы и, в отличие от неоднородных смесей, могут храниться неограниченно долго. Для выделения растворимого вещества из раствора используют выпаривание (если вещество твёрдое) или перегонку (если вещество газообразное).
Химические свойства растворов могут отличаться от свойств их компонентов, так как частицы вещества и растворителя влияют друг на друга. Например, в отличие от индивидуальных веществ, в растворах электролитов содержатся гидратированные ионы, которые обуславливают способность вступать в реакции ионного обмена. При растворении могут изменяться также физические свойства, например цвет вещества (такое явление наблюдается у солей меди).
Растворение. Гидраты и кристаллогидраты
При растворении веществ происходят два процесса — разрыв связей между частицами вещества (физический процесс) и гидратация, т. е. взаимодействие частиц с молекулами воды (химический процесс).
Разрушение связей между частицами вещества требует затрат энергии (), а при гидратации связи образуются и энергия выделяется (). Суммарный тепловой эффект растворения складывается из этих энергий и может быть как положительным, так и отрицательным: . При растворении в воде газообразных и жидких веществ обычно теплота выделяется, так как затраты на разрыв связей в исходных веществах практически отсутствуют. Растворение твёрдых веществ может сопровождаться как выделением, так и поглощением тепла.
Вещество, помещённое в воду, постепенно распадается на отдельные молекулы или ионы под действием полярных молекул воды (диполей). Освободившиеся частицы равномерно распределяются во всём объёме растворителя за счёт диффузии.
Частицы растворённого вещества взаимодействуют с молекулами воды, и образуются гидраты. В некоторых случаях гидраты оказываются прочными соединениями и могут выделяться из растворов. Такие вещества, содержащие воду, называют кристаллогидратами.
Рис. \(1\). Железный купорос
Примеры кристаллогидратов приведены в таблице.
Формула кристаллогидрата | Техническое название | Систематическое название |
медный купорос | пентагидрат сульфата меди(\(II\)) | |
| железный купорос | гептагидрат сульфата железа(\(II\)) | |
| гипс | дигидрат сульфата кальция | |
| сода кристаллическая | декагидрат карбоната натрия | |
| глауберова соль | декагидрат сульфата натрия |
Источники:
Рис. 1. Железный купорос. Автор: Benjah-bmm27. Собственная работа. Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2116160 (дата обращения: 15.11.2022).