Растворы
Разберёмся сначала, что такое раствор - это гомогенная смесь сложного состава, компоненты которой могут быть разъединены физическим путём. Раствор может состоять из двух или более чистых веществ, смешивание которых приводит к образованию продукта, обладающего иными свойствами, чем свойства всех его компонентов. Так, например, если добавить сахар в воду, то получится раствор, затвердевающий при определённой температуре, которая ниже температуры, необходимой для кристаллизации воды и, соответственно для сахара.
В каждом растворе присутствует растворитель и растворённое вещество. Растворитель - это обычно вещество, которое взято в большем количестве. При этом иногда можно сказать, что растворитель - вещество не меняющее свое агрегатное состояние (например, вода остаётся в жидком состоянии при растворении в ней вещества - соли).
Раствор образуется, если молекулы или ионы растворяемого вещества распространяются среди молекул растворителя до полного перемещения (диффузия). В этом случае вещества называются смешиваемыми, в противном случае - несмешиваемыми.
Абсолютно нерастворимых веществ - не существует! Максимальное количество растворяемого вещества, которое может раствориться в определённом количестве растворителя при данной температуре, называется растворимостью. В случае, если растворённое вещество уже не может больше растворяться в растворителе (при данной температуре), то такой раствор называется насыщенным. Определить, сколько вещества растворяется при определённой температуре в растворителе, можно по специальным графиками растворимости: Графики растворимости соли в воде.
Насыщенный раствор
Если насыщенный раствор медленно охладить, то в нём окажется больше растворимого вещества, чем может вместить в себя растворитель, и раствор оказывается перенасыщенным. Если в такой раствор поместить кристалл, растворяемого вещества или резко встряхнуть его, то часть растворённого вещества выпадает в осадок. Кстати, насыщенный раствор соли широко применяется для выращивания кристаллов.
Если с повышением температуры растворимость твёрдых веществ увеличивается, то с газообразными веществами (например, газами) - наоборот! - растворимость газов увеличивается при понижении температуры! А что касается давления - для газов - чем больше давление, тем лучше растворимость. Для твёрдых тел давление не играет никакой роли!
Коллоидный раствор
Как уже отмечалось, нерастворимых веществ нет. Даже твёрдые вещества, которые, вроде бы, являются нерастворимыми, - тоже частично растворяются, при этом образуя мельчайшие частицы в растворителе мицеллы. Эти частицы проходят через фильтр. Они настолько мелкие и лёгкие, что не выпадают в осадок. Такие частицы (мицеллы) называют коллоидными. А растворы - коллоидные растворы. Коллоидные частицы можно рассмотреть в растворе с помощью пучка света - лучи отражаются и преломляются, и тогда коллоидные частицы становятся видны невооружённым глазом. (Такое явление называют эффектом Тиндаля). В коллоидных растворах частицы имеют размер от 0,1...0,001 мкм (микрон).
Ещё одно распространённое название коллоидных растворов - золи. При длительном хранении золи переходят в гель (структура геля отличается от золи положением частиц (мицелл) - в гелях они сгруппированы). Но если гель нагреть, то он снова перейдёт в золь.
Суспензия
Золи, которые переходят в гель, но при этом обратное превращение исключается - называют суспензиями. Если из геля снова получается золь - то это уже эмульсия. Примерами коллоидного раствора могут быть молоко, клей, чернила, майонез, эмульсия фотоплёнок (раствор серебра). Облака - это тоже коллоидные растворы, где воздух - растворитель, а капли воды - коллоидные частицы. Если насыпать в воду песок и взболтать, то песок очень быстро отделится от воды и окажется на дне ёмкости. Если перемешать пыль с водой, то тоже выпадет осадок, но гораздо медленнее. В таких случаях нельзя говорить о растворе, так как частицырастворяемого вещества видны невооруженным глазом или с помощью лупы, или микроскопа. Эта смесь является гетерогенной. Смеси такого типа, в которых компоненты можно отделить друг от друга путём простой фильтрации, также называют суспензиями
Перейти на английский