VII Растворы.

1. Общая характеристика растворов и их классификация.

Растворы - гомогенные системы, состоящие из двух или более веществ. Они занимают промежуточное положение между механическими смесями или взвесями, образованными разнородными частицами, каждая из которых содержит много одинаковых молекул и индивидуальными химическими соединениями, состоящими из однородных молекул.

Один из характерных признаков растворов - их переменный состав, определяющий и свойства раствора.

С термодинамической точки зрения растворение сопровождается уменьшением энергии Гиббса системы, поэтому образование растворов - самопроизвольнный процесс, реализующийся при соприкосновении его компонентов.

Между частицами компонентов раствора действуют, как правило, слабые силы ван-дер-ваальсовской связи. Однако иногда растворение сопровождается значительным тепловым эффектом, как настоящая химическая реакция, например растворение Н₂SO₄ в Н₂О.

Это обстоятельство привело к возникновению химической теории растворов, создателем которой был Д. И. Менделеев. С его точки зрения растворение есть химическая реакция между растворителем и растворенным веществом, а раствор - частично диссоциированное соединение переменного состава, называемое сольватом или, в случае водных растворов - гидратом.

Для выражения состава растворов существуют различные способы: массовая доля (С_i), мольная доля (N_i), объемная доля () компонентов раствора. В химической практике наиболее употребительны способы: молярность (М), моляльность (m) и нормальность (N) растворов.

В основе классификации растворов лежит изменение термодинамических функций при их образовании (табл. 7.1).

Изменение энтропии в идеальных растворах происходит только за счет изменения концентрации раствора. Изменение энтропии реальных растворов происходит не только за счет изменения их состава, но и за счет взаимодействия частиц растворенного вещества с частицами растворителя (S_n).

Таблица 7.1. Изменение термодинамических функций при образовании различных растворов.

Термодинамические функции										Примеры
H	S		G	A						растворов
Идеальный раствор
H = 0	S = -RlnN	G = RTlnN		a = N		= 1			Fe-Ni, Fe-Co, Fe-Mn
Регулярный раствор
H0	S = -RlnN	G = H + + RTlnN		а N (a = N)			1			Fe-Si, Fe-Al, Fe-Cu
Реальный раствор
H0	S = -RlnN + + Sn	G = H + + RTlnN - - ТSn		а N (a = N)			1	Fe-S, Fe-С, Fe-Р