"Химия", Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г.
Вода растворяет многие вещества, поэтому природная вода и жидкости в быту часто представляют собой растворы. Раствор — однородная смесь: его компоненты распределены так равномерно, что их нельзя различить глазом. Важно отличать растворитель от растворённого вещества и помнить, что при растворении вещество не исчезает. Разные вещества растворяются в воде неодинаково, а для некоторых веществ растворимость зависит от температуры. Эти знания помогают объяснять свойства смесей и понимать, как выделить из раствора его компоненты.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Раствор — однородная смесь растворителя и растворённого вещества. Однородной называют смесь, в которой компоненты равномерно распределены и не различаются глазом; в неоднородной смеси видны отдельные частицы или слои. Это различие помогает понять, образовалась ли при смешивании настоящая однородная смесь.
Растворитель — вещество, в котором растворяют другое вещество. В водном растворе эту роль играет вода: в ней распределяются частицы сахара, соли и других веществ. Понятие растворителя позволяет назвать компонент, который служит средой для образования раствора.
Растворённое вещество — вещество, распределённое в растворителе. В растворе его частицы настолько малы и равномерно рассеяны, что их нельзя увидеть отдельно глазом. Это не означает, что вещества больше нет: термин указывает на его состояние в смеси.
Растворимость — способность вещества растворяться в данном растворителе. Одни вещества хорошо растворяются в воде, другие — лишь в небольшом количестве или почти совсем не растворяются. Понятие растворимости помогает предсказать, получится ли однородный раствор при смешивании.
Вода — важный растворитель, потому что с ней соприкасаются вещества в природе и в повседневной жизни. Дождевая и речная вода содержит растворённые компоненты горных пород и почвы, а многие напитки и бытовые жидкости тоже являются водными растворами. Вода переносит растворённые вещества, поэтому растворы участвуют в природных процессах и нужны живым организмам.
При растворении частицы вещества отделяются друг от друга и распределяются между частицами воды. Перемешивание ускоряет этот процесс: оно чаще приводит частицы растворяемого вещества в контакт с водой. Когда частицы распределились равномерно, вся жидкость становится однородной и в разных её частях состав примерно одинаков.
Растворение не уничтожает вещество, а только меняет распределение его частиц. Например, растворённую соль нельзя разглядеть в стакане, но вода сохраняет её вкус. Если оставить солёную воду испаряться, вода уйдёт в виде пара, а соль останется; значит, вещество было в растворе всё это время.
По способности растворяться вещества делят на хорошо растворимые, малорастворимые и практически нерастворимые. Соль и сахар хорошо растворяются в воде, мел растворяется слабо, а песок практически нерастворим. Границы этих групп связаны с тем, какое количество вещества может перейти в раствор при определённых условиях.
Растворимость зависит от природы вещества и растворителя: взаимодействие частиц у одних веществ позволяет им смешиваться с водой лучше, чем у других. Для некоторых веществ важна и температура, поэтому при её изменении раствор может принять больше или меньше растворённого вещества. Насыщенным называют раствор, который при данной температуре уже не растворяет дополнительную порцию вещества; избыток останется на дне или в виде частиц.
Сравнивай компоненты смеси по их роли, а вещества — по тому, насколько хорошо они растворяются в воде. Примеры в таблице помогают связать название с наблюдаемым результатом. Помни, что «практически нерастворимое» не означает, что ни одна частица вещества вообще не может перейти в воду.
| Что сравниваем | Характеристика | Пример |
|---|---|---|
| Растворитель | Вещество, в котором растворяют другое | Вода в солёной воде |
| Растворённое вещество | Вещество, распределённое в растворителе | Соль в солёной воде |
| Раствор | Однородная смесь растворителя и растворённого вещества | Раствор сахара в воде |
| Хорошо растворимое вещество | Растворяется в воде в заметном количестве | Сахар |
| Малорастворимое вещество | Растворяется в воде в небольшом количестве | Мел |
| Практически нерастворимое вещество | Почти не переходит в раствор | Песок |
В стакан с водой добавили сахар и перемешали. Нужно определить роли компонентов и назвать получившуюся смесь. Сахар растворяется в воде, поэтому при достаточном его количестве и перемешивании смесь становится однородной. Названия определяем не по внешнему виду, а по тому, в чём растворяют и что растворяют.
Ответ: растворитель — вода, растворённое вещество — сахар, получившаяся смесь — раствор сахара в воде.
В воду по очереди добавили соль и песок. Нужно решить, где получится раствор, а где останется неоднородная смесь. Соль хорошо растворяется в воде и распределяется в ней, а песок практически нерастворим. Поэтому одного перемешивания достаточно для распределения соли, но не для растворения песка.
Ответ: с солью образуется однородный раствор, а с песком — неоднородная смесь.
К насыщенному при данной температуре раствору соли добавили ещё немного соли. Поскольку раствор уже содержит максимально возможное при этих условиях количество растворённого вещества, добавка не должна раствориться полностью. Чтобы получить раствор, содержащий больше соли, нужно изменить условие, от которого зависит растворимость. Для соли таким способом может быть повышение температуры, если при нагревании её растворимость увеличивается.
Ответ: дополнительная соль не растворится полностью. Раствор с большим количеством соли можно получить, повысив температуру, если это увеличивает растворимость соли.
Считать растворённое вещество исчезнувшим. Так думают, потому что частицы нельзя увидеть отдельно в прозрачной жидкости. Проверь себя: если выпарить воду из раствора соли, останется соль, значит, вещество не исчезло.
Принимать любую прозрачную жидкость за чистое вещество. Раствор может быть прозрачным, хотя в нём есть растворённые компоненты, и их частицы слишком малы для глаза. Чтобы проверить себя, вспомни: однородность описывает распределение компонентов, но не означает, что компонент только один.
Путать растворитель и растворённое вещество. Названия иногда смешивают, если ориентироваться лишь на количество или порядок добавления компонентов. Задай два вопроса: «В чём растворяют?» и «Что растворяют?» — ответы укажут на растворитель и растворённое вещество соответственно.
Думать, что все вещества растворяются одинаково или что достаточно перемешать нерастворимое вещество. Перемешивание помогает частицам чаще встречаться, но не меняет природу вещества и его растворимость. Сравни наблюдение: соль образует раствор, а песок сохраняет отдельные частицы даже после перемешивания.
Для изучения растворов нужны понятия смеси, чистого вещества и частиц вещества. Они помогают отличить однородную смесь от чистого вещества и объяснить, как распределяются компоненты. Позже понятие раствора понадобится при изучении массовой доли растворённого вещества и приготовлении растворов заданного состава. Водные растворы также важны для объяснения природных процессов и химических реакций, которые идут в растворах.
Почему вода растворяет одни вещества, но не растворяет другие?
Растворение зависит от свойств и строения частиц вещества и воды: одни частицы могут хорошо взаимодействовать друг с другом, другие — почти нет. Поэтому соль растворяется в воде, а песок практически не растворяется.
Можно ли увидеть растворённое вещество в прозрачном растворе?
Отдельные частицы растворённого вещества глазом не видны, потому что они очень малы и равномерно распределены в воде. Прозрачность не означает, что в жидкости нет растворённого вещества.
Как отличить раствор от неоднородной смеси?
Раствор однороден: его состав одинаков в разных частях, а компоненты не различаются глазом. В неоднородной смеси заметны отдельные частицы или слои, например песок в воде.
Что называют насыщенным раствором?
Это раствор, в котором при данной температуре растворилось максимально возможное количество вещества. Если добавить ещё немного этого вещества, оно останется нерастворённым.
Как выделить растворённое вещество из раствора?
Можно выпарить растворитель: вода постепенно испарится, а растворённое вещество останется. Например, при испарении воды из раствора соли получают кристаллы соли.
§ 33. Вода — растворитель. Растворы
