Склад розчинів
Розчин - це гомогенна система, яка складається з розчинника і розчиненої речовини. За фазовим станом розчини поділяються на газоподібні, рідкі та тверді. Крім цього, розрізняють розчини водні і неводні, іонні і молекулярні, концентровані і розведені та ін. Важливою характеристикою розчину є його склад. Якщо молекулярні або іонні частинки, розподілені в рідкому розчині, присутні в такій кількості, що за даних умов не відбувається подальшого розчинення речовини, розчин називається насиченим. Наприклад, якщо додати 50 г хлориду натрію NaCl до 100 г води, то при кімнатній температурі розчиниться тільки 36 г солі. Якщо при кімнатній температурі додати до води менше 36 г солі, ми одержимо ненасичений розчин. При нагріванні солі до 1000С може розчинитись 39,8 г NaCl. При обережному охолодженні надлишок солі може не випасти в осад, і ми одержимо перенасичений розчин. Гранична розчинність багатьох речовин у воді при даній температурі є кількісною характеристикою розчинності і наведена в таблицях. Вона визначена в грамах речовини на 100 г розчинника при різних температурах. При охолодженні розчину розчинність зменшується, і зайва сіль випадає в осад. Масу солі m, яка утворила осад, можна обчислити за формулою
m = mmрозчину (mt2 - mt1) / (100 + mt2).
Розчинністю -речовини називають здатність її розчинятися в тому чи іншому розчиннику. Мірою розчинності, або коефіцієнтом розчинності (або просто розчинністю) служить кількість грамів речовини, яка при даній температурі розчиняється в 100 г води з утворенням насиченого розчину.
Загальна характеристика
Міра розчинності речовини у даному розчиннику – концентрація його насиченого розчину при певних температурі та тиску. Розчинність газів залежить від температури та тиску, розчинність рідких та твердих тіл від тиску практично не залежить. Розчинність обумовлюється фізичною і хімічною спорідненістю молекул розчинника і розчинюваної речовини (виконується принцип: “подібне розчиняється у подібному”). Деякі рідини можуть необмежено розчинятися в інших, тобто змішуються у будь-яких пропорціях (напр., спирт і вода). Інші взаєморозчиняються тільки до певної межі (напр., при перемішуванні пари “вода–ефір” утворюється два шари: верхній насичений розчин води в ефірі, нижній — насичений розчин ефіру у воді).
Закон Генрі – маса m газу, розчиненого в рідині даного об'єму, при сталій температурі пропорційна парціальному тиску р цього газу над розчином
m = KГр,
де КГ – константа Генрі, залежна від природи газу й температури.
Об’єм газу, Vго, розчиненого в нафті, прямо пропорційний об’єму нафти Vно і тиску p, причому об’єми зведено до нормальних умов, тобто
Vго = αpVноp,
де αp (p) – коефіцієнт розчинення газу в нафті як функція від тиску (часто беруть αp = const).
Закон сформулював у 1803 Вільям Генрі.
Зако́н Рау́ля — парціальні тиски рі пари кожного з компонентів ідеального розчину при постійній температурі є пропорційними до молярних часток цих компонентів в рідкій фазі xi:
де — пружність пари чистого розчинника.
Залежність зниження тиску пари розчинів від їхньої концентрації виражається першим законом Рауля (1887р.): відносне зниження тиску насиченої пари над розчином прямопропорційне мольній частці розчиненої речовини.
Другий закон Рауля: підвищення температури кипіння, або зниження температури замерзання розчину прямопропорційне молярній концентрації розчиненої речовини. Коефіцієнти пропорційності називають відповідно ебуліоскопічна і кріоскопічна сталі. Значення коефіцієнтів залежать лише від природи розчинника.
Застосування
На основі закону Рауля можна визначати молекулярну масу речовин (неелектролітів). Розчини електролітів не підлягають закону Рауля внаслідок електролітичної дисоціації (через збільшення кількості часточок у розчині).