"Химия (базовый уровень)", Журин А.А.
Истинный раствор — однородная система, в которой частицы растворённого вещества имеют молекулярный или ионный размер и равномерно распределены между частицами растворителя. Растворы состоят из растворителя и одного или нескольких растворённых веществ. Они не расслаиваются при обычном стоянии, а их частицы проходят через обычный фильтр. Понимание свойств истинных растворов необходимо для изучения концентрации, электролитической диссоциации и реакций в растворах.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Раствор — однородная система переменного состава, состоящая из растворителя и растворённых веществ. Однородность означает одинаковый состав в разных частях системы. Это понятие используют, чтобы описывать смеси, в которых компоненты распределены равномерно.
Истинный раствор — однородная система, где частицы растворённого вещества имеют молекулярный или ионный размер и равномерно распределены в растворителе. Поэтому отдельные частицы не видны и не оседают. Понятие помогает отличать такой раствор от взвесей и коллоидных систем.
Растворитель — компонент раствора, который обычно присутствует в большем количестве и определяет агрегатное состояние раствора. Например, в растворе соли в воде именно вода остаётся жидкой средой. Растворителем может быть не только вода.
Растворённое вещество — компонент раствора, распределённый в растворителе в виде молекул или ионов. При этом вещество не исчезает, а лишь разделяется на частицы и смешивается со средой. Такой термин нужен, чтобы назвать компонент, который растворяется.
Истинный раствор однороден потому, что частицы растворённого вещества распределяются между частицами растворителя. В любой небольшой порции раствора оказывается примерно одинаковое соотношение компонентов. Поэтому внешний вид и состав системы не меняются при переходе от одной её части к другой.
Растворение начинается с отделения частиц вещества друг от друга. Затем они взаимодействуют с частицами растворителя, например притягиваются к ним, и постепенно рассредоточиваются по всему объёму. Движение частиц и взаимодействие со средой не дают им собраться в отдельный слой.
От взвесей и коллоидов истинные растворы отличаются прежде всего размером частиц. Во взвеси частицы крупнее, поэтому смесь неоднородна, а в коллоидной системе частицы имеют промежуточный размер и особые свойства рассеяния света. Истинные растворы обычно выглядят однородными, не дают осадка и проходят через обычный фильтр.
Частицы истинного раствора не оседают, потому что они очень малы и находятся в постоянном тепловом движении. Сила тяжести не может быстро собрать такие частицы в нижней части сосуда. По той же причине они проходят через поры обычного фильтра, который задерживает более крупные частицы.
Чтобы определить растворитель, сначала сравнивают количество компонентов: обычно им является вещество, которого больше. Затем смотрят на агрегатное состояние системы: в жидком растворе растворителем обычно является жидкость, а в газовом — компонент, задающий газовую среду. Если компоненты находятся в одинаковом состоянии, учитывают их доли и роль при образовании раствора.
Таблица помогает сравнить системы по наблюдаемым признакам. Особенно полезно последовательно проверить размер частиц, оседание и результат фильтрования. Одного признака, например прозрачности, иногда недостаточно для надёжного вывода.
| Признак | Истинный раствор | Коллоидная система | Взвесь |
|---|---|---|---|
| Размер частиц | Молекулярный или ионный | Промежуточный | Крупный |
| Однородность системы | Однородная | Кажется однородной, но частицы образуют отдельную дисперсную фазу | Неоднородная |
| Оседание частиц при стоянии | Не оседают | Обычно не оседают быстро | Оседают |
| Прохождение через обычный фильтр | Проходят | Обычно проходят | Задерживаются |
| Пример | Сахар в воде | Молоко | Песок в воде |
Определите, какие компоненты являются растворителем и растворённым веществом в растворе поваренной соли в воде. Нужно учитывать не только название веществ, но и их роль после смешивания. Вода образует среду раствора, а соль распределяется в ней.
Ответ: растворитель — вода, растворённое вещество — поваренная соль. В воде соль распадается на ионы и равномерно распределяется по всему объёму.
Сопоставьте раствор сахара в воде, молоко и смесь песка с водой с истинным раствором, коллоидной системой или взвесью. Для решения проверим однородность, размер частиц и поведение при стоянии. Эти признаки позволяют не ориентироваться только на внешний вид.
Ответ: сахар в воде — истинный раствор, молоко — коллоидная система, песок с водой — взвесь. Классификация основана на размере частиц и их поведении.
Предложите способ проверить, является ли прозрачная жидкость истинным раствором, если в ней предполагаются растворённое вещество или мелкие взвешенные частицы. Прозрачность не считается достаточным доказательством. Поэтому нужно провести наблюдение и фильтрование.
Ответ: отсутствие оседания и прохождение через фильтр подтверждают предположение об истинном растворе. Однако окончательный вывод делают с учётом всех признаков, а не только прозрачности.
Считать растворителем только воду. Так думают из-за распространённости водных растворов, но растворителем может быть любое вещество. Проверьте, какой компонент преобладает и какое состояние имеет система.
Принимать прозрачность за доказательство истинного раствора. Некоторые коллоидные системы тоже могут выглядеть прозрачными или полупрозрачными. Проверьте, оседают ли частицы и проходит ли система через фильтр.
Считать, что растворённое вещество исчезает. При растворении оно сохраняется, только распределяется в виде молекул или ионов. Убедиться в этом можно, например, выпарив растворитель и обнаружив оставшееся вещество.
Путать растворение с простым смешиванием. В неоднородной смеси частицы могут оставаться крупными и заметными. Спросите себя, распределились ли они на молекулярном или ионном уровне.
До изучения растворов нужно знать агрегатные состояния веществ и основные представления о строении вещества. Полезно различать молекулы и ионы, поскольку именно размер и форма существования частиц определяют свойства истинного раствора.
Тема пригодится при изучении концентрации растворов, электролитической диссоциации и химических реакций в водных растворах. Понимание состава раствора помогает объяснять, какие частицы реально участвуют в реакции.
Чем истинный раствор отличается от смеси?
Истинный раствор тоже является смесью, но его частицы распределены на молекулярном или ионном уровне. Поэтому система однородна, частицы не оседают и проходят через обычный фильтр.
Как определить, какое вещество является растворителем?
Обычно растворителем считают компонент, которого больше и который определяет агрегатное состояние раствора. Если количества близки, учитывают также состояние образовавшейся системы и роль веществ при растворении.
Почему растворённое вещество не видно в растворе?
Его частицы очень малы и равномерно распределены между частицами растворителя. Они не исчезают, а переходят в молекулярную или ионную форму, поэтому отдельные частицы нельзя увидеть глазом.
Можно ли отделить частицы истинного раствора фильтрованием?
Обычным фильтрованием отделить их нельзя: молекулы и ионы проходят через поры фильтра вместе с растворителем. Для выделения вещества применяют, например, выпаривание или кристаллизацию.
Всегда ли прозрачная жидкость является истинным раствором?
Нет. Прозрачность сама по себе не доказывает наличие истинного раствора, поскольку некоторые коллоидные системы выглядят прозрачными или полупрозрачными. Нужны дополнительные признаки: отсутствие оседания и прохождение через фильтр.
• Истинные растворы
