Joomla Software solutions Template

Payday loan

РАЗТВОРИ

Разтворите са хомогенни (еднородни) смеси, съставени от два  или повече компонента (съставни части). Разтворът се различава от другите смеси по това, че молекулите на веществата се разпределят в него равно­мерно и във всякакъв микро обем на такава смес съставът й е еднакъв. На езика на химич­ната термодинамика такава смес се нарича еднофазна. Както и индивидуалните (чистите) вещества, разтворите могат да бъдат в течна, твърда или в газова фаза. Например въздухът предста­влява разтвор на различни газове - азот, кислород, водород, въглероден двуокис, водни пари и др. В същото време частиците прах, капките течност (мъглата) не са компо­ненти на газовия разтвор, тъй като прашинка­та е твърдо вещество, а капката на мъглата = течност (вода). По такъв начин и прахът, и мъглата са съответно твърда и течна фаза, разсеяни  (диспергирани)   в разтвора на газовете. Разликата между разтвора и чистото вещество се състои в това, че индивидуалното вещество има определени физични константи, например температура на топене и кипене, определен химичен състав, докато в същото време физичните константи и съставът на разтворите зависят от съотношението на техните компоненти. Така плътността на разтвора на сол във вода се увеличава, а температурата на замръзване се понижава с увеличаване съдържанието на сол.

При промяна на фазовото си състояние чистите вещества не изменят химичния си състав, а при връщане в изходното фазово състояние възстановяват своите характерис­тики. Компонентите на разтворите могат да се разделят при промяна на фазовото състояние на системата. Така например изпаряването на вода от солен разтвор (опе­рация, която отдавна се прилага при добива­нето на сол) води, от една страна, до увелича­ване на съдържанието (концентрацията) на солта в останалия разтвор, а от друга, кондензиралата вода представлява чисто вещество. По-нататъшното изпаряване на водата води до отделяне на твърда фаза — кристали от сол.

Процесът на образуване на разтвор — разтварянето — се състои в разрушава­не на взаимодействието между молекулите на индивидуалните вещества и в образуване на нови между молекулни връзки между компонентите на разтвора. Разтварянето е възможно само тогава, когато енергията на взаимодействието между компонентите на разтвора е по-голяма от сумата на енергии­те от взаимодействията в изходните веще­ства. При разтварянето на йонния кристал на готварската сол във вода полярните молекули на разтворителя обвиват йоните с диполи (електрични заряди, които са равни по големина и противоположни по знак) . Тази т. нар. солватна обвивка напълно разделя йоните. Общото назва­ние на такова взаимодействие с разтворителя е солватация. Солватацията води до образуване на разнообразни връзки между молекулите в разтвора: йон-диполна, която е описана по-горе, дипол-диполна (например диполите на хлороформа СНСl₃ взаимодействат с диполите на етанола С₂Н₅ОН) или водородни връзки. Последното взаимодействие е едно от най-силните и играе голяма роля при разтварянето на органичните и неорганич­ните вещества.

За разтварянето на органичните вещества едно в друго допринася приликата в техните структури. Старото химическо правило — подобни се разтварят в подобни - се обясня­ва с това, че взаимодействията между моле­кулите на разтварящото се вещество са подобни по тип и близки по енергия на взаимодействията между молекулите на разтворителя. Така образуването на водород­ни връзки между молекулите на водата и алкохола лесно компенсира разрушаването на водородните връзки в изходните вещества при смесването на тези течности. Неполярните молекули на въглеводородите не могат да се вмъкнат между молекулите на водата, които са съединени с водородни връзки, което изключва взаимното им разтваряне. Често разтварянето не разрушава напълно между молекулните връзки вътре в индиви­дуалните вещества и те остават частично свързани (асоциирани). Например в органични неполярни разтворители в по-голямата си част органичните киселини са във вид на димери, които са свързани с водородни връзки. Такива асоциати се разрушават при по-нататъшно разреждане. При концентриране на разтвора асоциацията става все по-силна и не достигат молекулите на разтворителя, за да разделят молекулите или йоните на разтвореното вещество. При това вътре в разтвора се образува система от между молекулни връзки на изходното индивидуално вещество, което се отделя в отделна фаза. Останалият разтвор, намиращ се в равновесие с отделилия се компонент, се нарича наситен. При повишаване на температурата може да се разруши асоциа­цията и отделеният компонент да премине в разтвор. Но не винаги е възможно да се постигне това.

С повишаване на температурата неорганич­ните вещества могат и да намаляват способ­ността си да се разтварят (разтворимо­стта си). Разтворимостта на твърдите вещества в течности зависи от топлината на разтваряне, която може да бъде положителна (при разтварянето се отделя топлина и с повишаване на температу­рата веществото се разтваря по-лошо) или отрицателна   (при разтварянето се поглъща топлина и с повишаване на темпера­турата разтворимостта расте). Тъй като в газовете няма между молекулни взаимодей­ствия, способността им към взаимно разтва­ряне е неограничена. Разтворимостта им в течности намалява с повишаване на темпе­ратурата, защото отслабват между молекулните взаимодействия на молекулите на газа с разтворителя.

В природата съществуват също и твър­ди разтвори. Това са главно сплави на металите. Физичната причина за такова разтваряне се състои във вграждане на атоми­те на единия метал в кристалната решетка на другия и в изграждането на обща кристал­на решетка. За тази цел атомите на металите трябва да бъдат близки по обем, каквито са например атомите на медта и златото.