Растворы

Растворами называются термодинамически устойчивые гомогенные системы, состоящие из двух и более веществ, а также продуктов их взаимодействия между собой. Вещества, образующие раствор, называются иначе его компонентами. Их состав и концентрация в растворе могут изменяться в пределах ограниченных взаимной растворимостью. Характерной особенностью растворов является то, что составляющие их компоненты присутствуют в них в виде отдельных молекул или ионов, которые равномерно распределяются по всему объему системы. В связи с этим в растворах отсутствует поверхность раздела между веществами и не протекают поверхностные явления, приводящие к значительному увеличению внутренней энергии. Такие растворы называются иначе истинными. Они являются термодинамически устойчивыми, образуются самопроизвольно и могут существовать неограниченно долгое время, если не изменять их количественный состав и условия хранения. Истинные растворы в зависимости от своего агрегатного состояния подразделяются на газообразные, твердые и жидкие. Газообразные растворы называются иначе газовыми смесями. Примером такой смеси может служить земная атмосфера, состоящая, главным образом, из азота и кислорода, а также некоторых других веществ, присутствующих в значительно меньших количествах (углекислого газа, водяных паров, благородных газов и т.д.). Твердыми растворами являются многие сплавы металлов, некоторые неорганические минералы. Образуются твердые растворы при кристаллизации расплавов. Наибольшее распространение в природе и в хозяйственной деятельности человека получили жидкие растворы. Они, в свою очередь, подразделяются на растворы газов в жидкостях, жидкостей в жидкостях и растворы твердых веществ в жидкостях.

Для медицины наибольшее значение имеют водные растворы, т.к. Н2О является универсальным растворителем для веществ самой различной природы и составляет основную часть внутренней среды человеческого организма. В зависимости от возраста человека на долю воды в его теле может приходиться от 80 до 50% по массе. При этом важнейшие биологические жидкости (кровь, лимфа, моча, слюна, пот и т.д.) содержат в своем составе различные растворенные вещества: неорганические соли, белки, углеводы, аминокислоты и другие гетеро- и полифункциональные органические соединения. В водной среде в живых организмах протекают многочисленные биохимические реакции. Усваивание пищи связано с переходом питательных веществ в растворенное состояние. Это облегчает их дальнейшую транспортировку биологическими жидкостями к органам и тканям. Выведение из организма метаболитов также осуществляется путем перевода их в растворенное состояние.

1.Растворы

1.1. Определение раствора

Растворы – это однородные гомогенные системы, состоящие из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия. Растворенное вещество равномерно распределено в растворителе. Раствор может состоять из двух и более компонентов.

Процентная концентрация или массовая или объемная доля (С) когда состав раствора указывается в процентном отношении массы или объема растворенного вещества к общей массе или общему объему раствора. Молярная концентрация или молярность (См) – это число молей вещества, приходящееся на один литр раствора. Моляльная концентрация или моляльность (m) – это число молей растворенного вещества, приходящееся на 1 кг или 1000 г растворителя. m=n/G2 моль /растворителя.

Эквивалентная концентрация (Сн) или нормальность – это число эквивалентов растворенного вещества в молях приходящееся на один литр раствора. Их значения получают делением числа эквивалентов растворенного вещества в молях на объем раствора в литрах.

Титр раствора (Т0 – это число граммов растворенного вещества в 1 см3( 1 мл) раствора. Он определяется отношением массы растворенного вещества G1 в граммах к объему раствора (V3 в мл).

Взаимная растворимость веществ зависит от их природы. Опытным путем установлено, что вещества лучше растворяются в тех растворителях, которые химически им подобны. Это обобщение часто формулируется в виде более простой формулы: подобное растворяется в подобном. Не все вещества могут быть растворены : ковалентные твердые вещества типа алмаза или кварца не растворяются ни в полярных , ни в неполярных растворителях.

Насыщенный раствор – раствор который при данной температуре находится в равновесии с избытком растворенного вещества. Скорость растворения вещества равна скорости обратного процесса, скорости кристаллизации. Если концентрация раствора меньше концентрации насыщенного раствора, то он называется ненасыщенным. При медленном охлаждении насыщенных растворов удается получить пересыщенные растворы в которых содержится больше растворенных веществ чем в насыщенных.

Растворимость -это количество вещества в г или молях в насыщенном растворе отнесенное к массе в г или объему растворителя в литрах называется растворимостью.

Растворимость твердых веществ. 1.В воде растворимы все нитраты, все ацетаты, нитриты, хлораты, все хлориды, бромиды, иодиды за исключением солей серебра, Pb, одновалентной ртути , а также иодида двухвалентной ртути. В воде растворимы: все соли натрия, калия , аммония. В воде растворимы гидроксиды щелочных металлов, гидроксид аммония, гидроксиды бария кальция и стронция. 2.В воде нерастворимы соли металлов побочных подгрупп периодической таблицы следующих кислот: угольной, ортофосфорной, сернистой сероводородной и кремниевой,а также в воде нерастворимы гидроксиды всех металлов, за исключением металлов подгрупп 1А и 2А периодической таблицы.

1. Глинка Н.Л.«Общая химия»: - Л.: Химия 2022, Под ред. В.А. Рабиновича;
2. Фролов В.В.«Химия»: - М.: Высш. Шк., 2021;
3. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. «Краткий курс химии» – М., 2020;.

4.Габриелян О.С.,Остроумов И.Г. «Химия: Пособие для поступающих в Вузы» М.2020;

5. Л.А.Николаев “Общая и неорганическая химия” М. 2022.