что называют растворами и смесями
Х и м и я
Коллоидная химия
Растворы.
Растворами называют однородные системы переменного состава. Химический состав и физические свойства одного раствора во всех частях его объёма одинаковы.
В отличие от простого смешивания веществ, при растворении происходит взаимодействие между частицами, образующими раствор.
Часто для определения раствора используют понятия гомогенной и системы.
В этом случае, раствором называется гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов.
Гомогенные и гетерогенные системы
Гомогенная система (от греч. όμός — равный, одинаковый; γένω — рождать) — однородная система, химический состав и физические свойства которой во всех частях одинаковы или меняются непрерывно, без скачков (между частями системы нет поверхностей раздела).
В гомогенной системе из двух и более химических компонентов каждый компонент распределен в массе другого в виде молекул, атомов, ионов. Составные части гомогенной системы нельзя отделить друг от друга механическим путем.
Гетерогенная система (от греч. έτερος — разный; γένω — рождать) — неоднородная система, состоящая из однородных частей (фаз), разделённых поверхностью раздела.
Растворы могут существовать в трёх агрегатных состояниях – твёрдом, жидком и газообразном (парообразном). Примерами твёрдых растворов могут служить некоторые сплавы металлов, например сплав золота и меди, газообразных – воздух.
Наиболее важный вид растворов – жидкие растворы.
Растворы имеют чрезвычайно важное значение в жизни человека. Так, процессы усвоения пищи человеком и животными связаны с переводом питательных веществ в раствор. Растворами являются все важнейшие физиологические жидкости (кровь, лимфа и т.д.).
Растворители
Всякий раствор состоит из растворённых веществ и растворителя, т.е. среды, в которой эти вещества равномерно распределены в виде молекул и ионов.
Обычно растворителем считают тот компонент, который в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор. Например, в случае водного раствора соли растворителем является вода.
Если же оба компонента до растворения находились в одинаковом агрегатном состоянии (например, спирт и вода), то растворителем считается компонент, находящийся в большем количестве.
Истинные и коллоидные растворы
В растворах вещества могут находиться в различных степенях дисперсности (т.е. раздробленности). Величина частиц служит важным признаком, обуславливающим многие физикохимические свойства растворов.
По величине частиц растворы делятся на:
1. Истинные растворы (размер частиц меньше 1 мкм) и
2. Коллоидные растворы (размер частиц от 1 до 100 мкм).
Смеси с частицами размером более 100 мкм образуют взвеси: суспензии и эмульсии.
Истинные растворы могут быть ионными или молекулярными в зависимости от того, диссоциирует ли растворённое вещество на ионы или остаётся в недиссоциированном состоянии в виде молекул.
Коллоидные растворы резко отличаются по свойствам от истинных растворов. Они гетерогенны, так как имеют поверхность раздела между фазами – растворённым веществом (дисперсной фазой) и растворителем (дисперсионной средой).
Растворы высокомолекулярных соединений: белков, полисахаридов, каучука обладают свойствами как истинных, так и коллоидных растворов и выделяются в особую группу.
Растворы, механические смеси и химические соединения
Однородность растворов делает их очень сходными с химическими соединениями.
Химическое соединение — сложное вещество, состоящее из химически связанных атомов двух или нескольких элементов.
Раствор это не одно химическое соединение, а как минимум два смешанных соединения. В отличие от простого смешивания веществ, при растворении происходит взаимодействие между частицами, образующими раствор.
Выделение теплоты при растворении некоторых веществ тоже указывает на химическое взаимодействие между растворителем и растворяемым веществом.
Отличие растворов от химических соединений состоит в том, что состав раствора может изменяться в широких пределах. Кроме того, в свойствах раствора можно обнаружить многие свойства его отдельных компонентов, чего не наблюдается в случае химического соединения.
Непостоянство состава растворов приближает их к механическим смесям.
Механическая смесь — физико-химическая система, в состав которой входят два или несколько химических соединений (компонентов). В смеси исходные вещества включены неизменными. При смешивании не возникает никакое новое вещество.
От механических смесей растворы резко отличаются своею однородностью. Таким образом, растворы занимают промежуточное положение между механическими смесями и химическими соединениями.
Процесс растворения
Растворение кристалла в жидкости протекает следующим образом.
Когда вносят кристалл в жидкость, в которой он может растворяться, от поверхности его отрываются отдельные молекулы. Последние благодаря диффузии равномерно распределяются по всему объёму растворителя.
Отделение молекул от поверхности твёрдого тела вызывается, с одной стороны, их собственным колебательным движением, а сдругой – притяжением со стороны молекул растворителя.
Этот процесс должен был бы продолжаться до полного до полного растворения любого количества кристаллов, если бы не происходил обратный процесс – кристаллизация. Перешедшие в раствор молекулы, ударяясь о поверхность ещё не растворившегося вещества, снова притягиваются к нему и входят в состав его кристаллов.
Понятно, что выделение молекул из раствора будет идти тем быстрее, чем больше концентрация раствора. А так как последняя по мере растворения вещества увеличивается, то, наконец наступает такой момент, когда скорость растворения становится равной скорости кристаллизации. Тогда устанавливается динамическое равновесие, при котором в единицу времени растворяется и кристаллизуется одинаковое число молекул.
Раствор, находящийся в равновесии с растворяющимся веществом, называется насыщенным раствором.
Концентрация растворов
Насыщенными растворами приходится пользоваться сравнительно редко. В большинстве случаев употребляются растворы ненасыщенные, т.е. с меньшей концентрацией растворённого вещества, чем в насыщенном растворе.
Концентрацией раствора называется количество растворённого вещества, содержащееся в определённом количестве раствора или растворителя.
Растворы с большой концентрацией растворённого вещества называются концентрированными, с малой – разбавленными.
Концентрацию раствора можно выражать по разному:
1. В процентах растворённого вещества по отношению ко всему количеству раствора.
2. Числом грам-молекул растворённого вещества, содержащегося в 1 литре раствора.
3. Числом грамм-молекул растворённого вещества, содержащегося в 1000 г растворителя и т.д.
Растворимость
Растворимостью называется способность вещества растворяться в том или ином растворителе.
Мерой растворимости вещества при данных условиях служит концентрация его насыщенного раствора.
Растворимость различных веществ колеблется в широких пределах.
Принципы, позволяющие предсказать растворимость вещества, пока не известны. Однако, обычно вещества, состоящие из полярных молекул, и вещества с ионным типам связи лучше растворяются в полярных растворителях (вода, спиры, жидкий амиак), а неполярные вещества – в неполярных растворителях (бензол, сероуглерод).
Растворение большинства твёрдых тел сопровождается поглощением теплоты. Это объясняется затратой значительного количества энергии на разрушение кристаллической решётки твёрдого тела, что обычно не полностью компенсируется энергией, выделяющейся при образовании гидратов (сольватов).
Как правило, повышение температуры должно приводить к увеличению растворимости твёрдых тел.
Раствор и смесь — что это такое и отличия
Такие понятия, как раствор и смесь встречаются в жизни каждого человека постоянно. Впервые они упоминаются в школьной программе, затем становятся частью рабочего процесса. Понятия не всегда удается быстро и легко объяснить, так как каждое из них имеет ряд особенностей. Перечислить различия также не все люди могут сразу. Для этого рекомендуется провести сравнение по нескольким параметрам. Это поможет выявить основные положения и понять, чем же раствор отличается от смеси.
Определение понятий
Для того чтобы не допускать ошибок в разговоре или в процессе выполнения определенных работ, нужно понимать, что представляет собой раствор, а что является смесью.
Смесь представляет собой состав из двух и более различных компонентов. Они в хаотичном порядке чередуются в пространстве и по отношению друг к другу. Она включает в себе исходные вещества в их неизменном виде. Особенностью является тот факт, что первоначальные исходные компоненты могут быть изменены до неузнаваемости, прежде чем попасть в смесь и стать ее неотъемлемой частью. Известно, что смесь способна обнаруживать иные физические свойства, которые будут иметь отличные свойства от тех, которые были у исходных компонентов.
Раствор – однородная по структуре смесь. Для того чтобы она образовалась, требуется не менее двух компонентов. Особенностью является тот факт, что одним из них в обязательном порядке должен быть жидкий ингредиент – растворитель. Другие составляющие раствора – твердые вещества, но способные растворятся под воздействием жидкости. Если они не буду иметь такого свойства, а просто выпадать в осадок, то никакого раствора не получится. Причина в том, что это система с переменным составом, пребывающая в постоянном химическом равновесии.
Сравнение
Для создаваемых растворов обязательно используется компонент, способный растворять твердые составляющие. По структуре смесь и раствор – однородные. В них не должно быть комков или пустот, так как в случае их наличия утрачиваются физические или химические свойства составов. Для лучшего понимания особенностей рекомендуется провести сравнение по разным показателям.
Свойства смеси, которые являются для нее основными – плотность и цвет. Они зависят от того, какое представлено соотношение ингредиентов в составе смеси, как единого вещества. Пример для понимания особенностей – сплав. Это смесь различных металлов. Их смешение произошло после достижения основными компонентами расправленного состояния (под воздействием высоких температур). Полученные таким способом вещества, затем механическим способом были соединены в смеси. Особенностью является тот факт, что компоненты в составе не могут вступить в химические реакции. Этим свойством смеси отличаются от растворов.
В случае с растворами нужно принять во внимание, что ими можно называть однофазные системы, которые могут иметь переменный (непостоянный) состав. В раствор входят не менее двух составляющих, одним из которых в обязательном порядке должна быть жидкость (растворитель). Растворы по химическим и физическим свойствам – гомогенные составы. В них каждый из ингредиентов распределяется в массе другого компонента. Этот процесс происходит на уровне атомов, ионов или молекул присутствующих в составе компонентов.
Растворитель представляет собой определенное вещество с неизменным агрегатным состоянием, которое не исчезнет в момент образования раствора. То есть жидкость сохранит свои свойства, не испарится или не станет твердой. Если растворы получились в результате смешивания между собой двух и более жидкостей, газов или жидкостей и твердых компонентов, растворителем будет признанно то вещество, количество и концентрация которого в составе раствора является преобладающей.
Растворителем служит не только вода, но и иные по составу и химическим свойствам виды жидкостей. Особенность: кристаллический йод не растворяется в воде (остается в виде осадка в емкости), но отлично растворяется в этиловом спирте, полностью соединяется с ним. Нужно обратить внимание, что существуют особые, коллоидные растворы. По своим свойствам они расположены посредине между гетерогенными и гомогенными смесями. В подобные виды жидкости примешивают твердые частицы, включающие незначительное количество молекул. Подобные смеси ведут себя и применяются в качестве обычных растворов.
Выводы
Если рассматривать понятия растворы и смеси, то нужно учитывать, что растворы могут быть в нескольких состояниях — твердые, газовые и жидкие. Смеси и растворы отличаются друг от друга по своим физическим и химическим свойствам. В составе смесей не происходит химических реакций между компонентами. Для получения раствора в обязательном порядке требуется, чтобы один компонент растворился в другом, который будет являться жидкостью, не обязательно водой. Применяются, например, спирты. Получать растворы можно на основе нескольких жидкостей или газов.
Химические смеси: виды, названия, интересные факты
Одним из основных аспектов химии является сочетание различных веществ. Иногда сочетание веществ может вызвать химическую реакцию и связь, что создает совершенно новое вещество, которое называют соединением. Однако иногда нету химической реакции или связи. В этом случае из комбинированных веществ образуется смесь.
Смесь изготавливают тогда, когда объединяются два или более веществ. Каждое вещество, содержащееся в смеси, называют компонентом. При их смешивании новое вещество не образуется. А чтобы узнать о других сочетаниях веществ, где происходит химическая реакция или связь, читайте учебник по химии за 7 класс О.В. Григоровича.
Компоненты смеси можно легко отделить.
Каждый компонент сохраняет свои первоначальные свойства.
Доля компонентов изменчива.
Существуют однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные) смеси. В однородной смеси все вещества равномерно распределяются по всей смеси. Частицы других веществ в них невозможно обнаружить даже с помощью микроскопа (соленая вода, воздух, кровь).
В неоднородной смеси вещества не равномерно распределены (шоколадное печенье, пицца, масло в воде). Такие смеси формируют дисперсные системы. Компоненты дисперсных систем называют дисперсионной средой и дисперсной фазой.
К однородным смесям относятся смеси газов, растворы, сплавы, а к неоднородным – суспензии и коллоиды.
Раствор – это смесь, где одно из веществ растворяется в другом. Вещество, которое растворяется, называется растворимым веществом. Вещество, которое не растворяется, называется растворителем.
Пример раствора – соленая вода. Эти компоненты можно легко отделить путем испарения, и каждый из них сохраняет свои первоначальные свойства. Однако соль равномерно распределяется в воде. В этом примере вода является растворителем, а соль – растворимым веществом.
Следует заметить, чтобы приготовить раствор, нужно газообразное, жидкое или твердое вещество смешать с растворителем (водой, спиртом, ацетоном).
Есть разница между раствором и смесью. В химии раствор – это тип смеси. Раствор – это смесь, которая одинакова или равномерная в течение всего времени. Смесь, которая не является раствором, не является равномерной в течение всего времени. Например, песок в воде – это гетерогенная смесь.
Сплав – это смесь элементов, которая имеет характеристику металла. По крайней мере один из смешанных элементов – это металл. Примером является сталь, которая изготавливается из смеси железа и углерода. Узнать о других сплавах можно в учебнике по химии 7 класс Г.А. Лашевской.
Суспензия – это смесь жидкости или газа и частиц твердого вещества, которые не растворяются. Эти частицы «подвешены» в жидкости. Основная характеристика суспензии заключается в том, что твердые частицы со временем оседают и отделяются, если их оставить в покое.
Примером суспензии является смесь воды и песка. При смешивании песок будет рассеиваться по всей воде. Если его оставить в покое, песок оседает на дно.
Коллоид – это смесь, где очень маленькие частицы одного вещества равномерно распределяются по всему остальному веществу. Они выглядят очень похожими на растворы, но частицы суспендуються, а не полностью растворяются.
Разница между коллоидом и суспензией заключается в том, что частицы в течение определенного периода пор не будут оседать на дне, они останутся взвешенными или плавающими.
Примером коллоида является молоко. Молоко – это смесь жидкого жира, рассеянного и суспендированного в воде. Коллоиды, как правило, считаются неоднородными смесями, но имеют и некоторые качества однородных.
Интересные факты о смесах:
Дым – это смесь частиц, что суспендуються в воздухе.
Вода из крана – это смесь воды и других частиц. Чистую воду или H2O обычно называют дистиллированной водой.
Многие вещества, с которыми мы сталкиваемся каждый день, – это смеси. Воздух, которым мы дышим, – это смесь газов, таких как кислород и азот.
Кровь – это смесь, которую можно разделить центрифугой на две ее основные части: плазму и эритроциты.
Смеси могут быть жидкостями, газами и твердыми веществами.
Не можете выполнить задание из учебника или рабочей тетради? Тогда вам в этом помогут ГДЗ и решебники по химии за 7 класс.
Механизм образования растворов.
Раствор – гомогенная система, в которой присутствуют больше 2х веществ. Это могут быть составы: газ – жидкость, газ – твердое вещество, жидкость – твердое вещество, а могут быть и однородные смеси.
Классификация растворов.
1. В зависимости от агрегатного состояния растворы различают:
Газообразные растворы – это воздух и другие газовые смеси.
Жидкие растворы – гомогенные растворы жидкостей, твердых тел и газов.
Твердые растворы – сплавы.
Растворители: вода, бензол, спирты, эфиры, ацетон и т.д.
В ходе растворения ионы растворимого вещества под действием беспорядочно движущихся частиц растворителя переходят в раствор, в результате чего образуется новая однородная система.
Вода – полярный растворитель, кислород может притягивать к себе электронную пару Na-Cl.
В результате колебательного движения часть молекул поваренной соли переходят в раствор (в воду), в следствие чего «открывается» следующий слой кристалла. Постепенно таким образом все слои переходят в раствор, в результате чего кристалл растворяется, а вода приобретает солоноватость. В следствие диффузии частицы, которые перешли в раствор, распределяются по всему объему растворителя.
Виды растворов:
2. По числу растворенных веществ растворы различают:
3. По характеру веществ растворы бывают:
Раствор
Раствор — однофазная система переменного, или гетерогенного, состава, состоящая из двух или более компонентов.
Содержание
Твёрдые, жидкие, газообразные растворы
Чаще под раствором подразумевается жидкое вещество, например раствор соли или спирта в воде (или даже раствор золота в ртути — амальгама).
Существуют также растворы газов в жидкостях, газов в газах и жидкостей в жидкостях, в последнем случае растворителем считается вода, или же компонент, которого больше.
В химической практике обычно под растворами понимают гомогенные системы, растворитель может быть жидким, твёрдым (твёрдый раствор), газообразным. Однако нередко допускается и микрогетерогенность — см. «Золи».
«Раствором» именуют и смесь цемента с водой, песком и так далее. Хотя это и не является раствором в химическом смысле этого слова.
Истинные и коллоидные растворы
Коллоидные и истинные растворы (изучением коллоидных систем занимается коллоидная химия) отличаются главным образом размерами частиц.
В истинных растворах размер частиц менее 1·10 −9 м, частицы в таких растворах невозможно обнаружить оптическими методами; в то время как в коллоидных растворах размер частиц 1·10 −9 м — 5·10 −7 м, частицы в таких растворах можно обнаружить при помощи ультрамикроскопа (см. эффект Тиндаля).
Растворение
Растворение — переход молекул вещества из одной фазы в другую ( раствор, растворенное состояние). Происходит в результате взаимодействия атомов (молекул) растворителя и растворённого вещества и сопровождается увеличением энтропии при растворении твёрдых веществ и её уменьшением при растворении газов. При растворении межфазная граница исчезает, при этом многие физические свойства раствора (например, плотность, вязкость, иногда — цвет, и другие) меняются.
В случае химического взаимодействия растворителя и растворённого вещества сильно меняются и химические свойства — например, при растворении газа хлороводорода в воде образуется жидкая соляная кислота.
Растворы электролитов и неэлектролитов
Электролиты — вещества, проводящие в расплавах или водных растворах электрический ток. В расплавах или водных растворах они диссоциируют на ионы. Неэлектролиты — вещества, водные растворы и расплавы которых не проводят электрический ток, так как их молекулы не диссоциируют на ионы. Электролиты при растворении в подходящих растворителях (вода, другие полярные растворители) диссоциируют на ионы. Сильное физико-химическое взаимодействие при растворении приводит к сильному изменению свойств раствора (химическая теория растворов).
Вещества, которые в тех же условиях на ионы не распадаются и электрический ток не проводят, называются неэлектролитами.
К электролитам относятся кислоты, основания и почти все соли, к неэлектролитам — большинство органических соединений, а также вещества, в молекулах которых имеются только ковалентные неполярные или малополярные связи.
Растворы полимеров
Растворы высокомолекулярных веществ ВМС — белков, углеводов и др. обладают одновременно многими свойствами истинных и коллоидных растворов. Средняя молекулярная масса растворенноо…
Концентрация растворов
В зависимости от цели для описания концентрации растворов используются разные физические величины.
Мнемонические правила
В случаях приготовления растворов сильных кислот согласно правилам техники безопасности кислоту нужно добавлять в воду, но ни в коем случае не наоборот. Для запоминания этого лабораторного приёма существует несколько мнемонических правил:
Сначала вода,
Потом кислота,
Иначе случится
Большая беда
Химик, запомни как оду!
Льют кислоту в воду!
«коньяк выдержанный» (кислоту в воду)
См. также
Примечания
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Раствор» в других словарях:
Раствор — Однофазная система, состоящая из растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Раствор — – однородная смесь двух или большего числа компонентов, равномерно распределенных в виде атомов, ионов или молекул в жидкости или твердом веществе. [Тарасов В. В. Материаловедение. Технология конструкционных материалов: учебное пособие для… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
РАСТВОР — 1. РАСТВОР1, раствора, муж. 1. Угол, образуемый раздвинутыми лезвиями ножниц, ножками циркуля и т.п. (разг.). Раствор циркуля. Узкий раствор. 2. Отверстие, образуемое при раскрытии двустворчатого окна, ворот, двери и т.п. 3. Маленькое торговое… … Толковый словарь Ушакова
РАСТВОР — 1. РАСТВОР1, раствора, муж. 1. Угол, образуемый раздвинутыми лезвиями ножниц, ножками циркуля и т.п. (разг.). Раствор циркуля. Узкий раствор. 2. Отверстие, образуемое при раскрытии двустворчатого окна, ворот, двери и т.п. 3. Маленькое торговое… … Толковый словарь Ушакова
раствор — состав, смесь; зольник, подлив, золь, эссенция, коллодий, жидкость, сироп, эмульсоид; отверстие, угол Словарь русских синонимов. раствор см. состав 1 Словарь синонимов русского языка. Практический справочник. М.: Русский язык. З. Е. Александров … Словарь синонимов
РАСТВОР — РАСТВОР, в химии жидкость (РАСТВОРИТЕЛЬ), содержащая другое вещество (РАСТВОРЕННОЕ). В отличии от смесей, входящие в состав раствора два или более отдельных химических соединений нельзя разделить при помощи фильтрации. Количество вещества,… … Научно-технический энциклопедический словарь
раствор — 1. РАСТВОР, а; м. 1. Угол, образуемый раздвинутыми ножками циркуля, лезвиями ножниц и т.п. Р. циркуля. Широкий р. 2. Отверстие, образуемое при раскрытии двустворчатого окна, двери, ворот и т.п. Широкий р. окна. Стоять в растворе дверей. 3. Одна… … Энциклопедический словарь
РАСТВОР — строительный, смесь вяжущего вещества, песка и воды, приобретающая с течением времени камневидное состояние. Различают растворы: цементные, известковые, гипсовые, смешанные; для каменной (главным образом кирпичной) кладки, отделочные (в том числе … Современная энциклопедия
РАСТВОР — в медицине жидкая лекарственная форма однородная прозрачная смесь лекарственного средства (твердого или жидкого) и какой либо жидкости (растворителя) … Большой Энциклопедический словарь
РАСТВОР — строительный смесь песка, вяжущего вещества и воды, приобретающая с течением времени камневидное состояние. Основные виды растворов цементные, известковые, гипсовые, смешанные. Различают растворы для каменной (главным образом кирпичной) кладки,… … Большой Энциклопедический словарь
РАСТВОР 1 — РАСТВОР 1, а, м. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова