Разтвор

Разтворът е хомогенна (еднородна) система с променлив състав и променливи свойства от две или повече вещества.^[1] Молекулите или йоните на едното вещество са равномерно разпределени между тези на другото. Едното вещество се нарича разтворител. То не променя своето агрегатно състояние и може да бъде до 100% в твърдо или течно състояние. Другото вещество е разтворено и се среща в трите агрегатни състояния.

Молекулните разтвори са еднофазни. При разтваряне се образуват междумолекулни, йон-диполни взаимодействия и химични изменения. Може да преобладават физични или химични явления, както и да се отдели или приеме топлина.

${\ce {K_{W}}}$ – разтворимост
${\ce {K_{W}(Na2SO4) + Mg -> K_{W}(MgSO4) + 2Na}}$

Разтваряне

Разтварянето става с разкъсване на междумолекулни и химични връзки, като се поглъща енергия. След откъсването на молекулите, атомите или йоните те преминават в разтвора под действието на молекулите на разтворителя и след това частиците на двете вещества си взаимодействат и образуват солвати. Ако разтворителят е вода, се образуват хидрати, а процесът се нарича хидратация. Този процес е екзотермичен. Поради дифузия солватите се разпределят неравномерно и се губи енергия. Разтварянето може да бъде с отделяне на топлина, когато енергията на разкъсване на междумолекулните връзки е малка или енергията на хидратацията е голяма.

Разтварянето на твърди вещества в повечето случаи е ендотермичен процес заради разкъсването на кристалната решетка. Газовете и повечето твърди вещества могат да се разтварят до известен предел в дадена течност. Разтвор, в който не може да се разтваря повече, се нарича наситен, а такъв, в който може да се разтвори още вещество – ненаситен. Когато разтварящото се вещество е малко разтворимо, наситеният му разтвор е разреден, а когато е много разтворимо, ненаситеният му разтвор е концентриран. Ако разтворът съдържа повече вещество от наситения, се нарича преситен разтвор.

Разтворимостта зависи и от температурата. Напълно неразтворими вещества няма, но за такива се приемат веществата, които при 20 °C в 100 гр. вода се разтварят по-малко от 0,01 гр., малко разтворими са веществата, които се разтварят по-малко от 1 гр., средно разтворими – от 1 до 10 гр., и много разтворими – повече от 10 гр.

Процесите на разтваряне са свързани с явлението дифузия, което представлява равномерното разпределение на частиците на разтвореното вещество и разтворителя. Когато дифузията е през полупропусклива мембрана (разтворителят е разделен от разтварящото се вещество), се нарича осмоза и за да се прекрати, се прилага налягане, наречено осмотично налягане.

Всяка течност се характеризира с определено налягане на наситените си па̀ри. Относителното понижаване на налягането на наситените па̀ри се представя като $P_{0}-P \over P_{0}$ , като $P_{0}$ е налягането на па̀рите на чистия разтворител, а $P$ е на разтвора. Когато разтворът е разреден и е на нелетливи неелектролити, действа законът на Раул: $P_{0}-P=P_{0}.n$ . $n$ е молната част на разтвореното вещество. Парното налягане на разтворите е по-ниско от това на разтворителя. Ето защо колкото повече е разтвореното вещество, толкова и температурата на кипене на разтвора се повишава. Колкото парното налягане на разтвора е по-ниско, толкова температурата на замръзване се понижава.

Разтворите не се ограничават само до разтвор на твърди вещества в течности; получават се и разтвори на газове в течности или газове, течности и твърди вещества в твърди вещества. Количеството на едно вещество, разтворено в друго, се нарича концентрация и може да се изрази в грам за литър (V/V %), грам за килограм (w/w %), или молна част.

Видове смеси

Смес	Еднородни (хомогенни)	Нееднородни (хетерогенни)
твърдо + твърдо	сплав: месинг стомана чугун	смес от сол и захар смес от захар и сух ориз почва пясък на морския бряг гранит
твърдо + течно	разтвор (ненаситен, наситен): захарен разтвор солена вода (морска вода)	мръсна вода емулсия или колоид (мляко, майонеза)
твърдо + газ	няма	облак от прах дим (цигарен)
течно + течно	алкохолни напитки	смес от олио и вода
течно + газ	природни води киселинен дъжд (азотен, серен)	мъгла пяна
газ + газ	въздух (чист)	няма

Източници

↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.

[1] Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.

[1]