Класифікація розчинів у хімії

Класифікація розчинів у хімії

Розчинами прийнято називати однорідні суміші, що складаються мінімум з двох компонентів. Один з них - розчинник. Він задає агрегатний стан розчину і, як правило, становить більшу частину його маси. При цьому в системі може міститися одночасно кілька розчинників і розчинених речовин. Класифікація розчинів досить обширна. Розділення їх на види може бути засноване на різних характеристиках.

Класифікація розчинів за природою розчинника

В даному випадку розчини підрозділюються на водні та неводні. Вода - найбільш поширений і універсальний розчинник на планеті, однак вона здатна розчинити не всі речовини. При виборі розчинника часто керуються так званим правилом подоби. Полягає воно в тому, що у водному середовищі краще розчиняються речовини неорганічної природи. Для розчинення органічних сполук же необхідно застосовувати особливі органічні розчинники, наприклад бензол, хлороформ або спирти.

За розміром частинок розчиненої речовини

Найбільш загальний принцип класифікації. У даному випадку виділяють два типи систем: справжні і колоїдні.

У першому випадку розчинена речовина знаходиться у вигляді окремих атомів і молекул. Розміри цих частинок настільки малі, що їх неможливо розрізнити візуально або за допомогою оптичного мікроскопа. Правдивими є, наприклад, водні розчини кухонної солі, цукру або оцтової кислоти. Основною їхньою відмінною ознакою є відсутність помутнінь.

У колоїдних системах розчинена речовина міститься у вигляді агрегатів досить великого розміру (від 1 до 1000 нм), які помітні неозброєним поглядом. Світло, що проходить крізь такий розчин, конусоподібно розсіюється. Це явище отримало назву ефекту Тиндаля.

Класифікація колоїдних систем

У свою чергу, колоїдні системи прийнято розділяти на типи залежно від агрегатного стану розчинника і розчиненої речовини. У таблиці нижче наведено їх класифікацію. Агрегатний стан розчинника вказано по вертикалі, а розчиненої речовини - по горизонталі.

 

Твердий

Рідке

Газоподібний

Твердий

Сплав, кераміка, композитні матеріали

Капілярні системи (наприклад, ґрунт)

Пористі тіла (пемза)

Рідке

Суспензія (вапна), гель

Емульсія (молоко)

Піна

Газоподібний

Аерозолі (дим)

Аерозолі (тумани, хмари)

-

Дим являє собою розчин твердих частинок вуглецю в повітрі.

При змішуванні води з олією утворюється ще один вид дисперсних систем - емульсії. Як правило, вони досить швидко розшаровуються. При необхідності в емульсії додаються спеціальні речовини-стабілізатори.

Ще один досить незвичайний приклад розчину - морська піна. Причому її можна розглядати з двох точок зору: як розчин повітря у воді (на цьому засноване піноутворення як таке) і як справжній водний розчин мінеральних солей.

Класифікація справжніх розчинів

Прикладами справжніх є водні розчини солі, соди, цукру, оцтової кислоти тощо. Їх прийнято класифікувати залежно від концентрації розчиненої речовини. За цією ознакою виділяють три види розчинів у хімії.

Якщо за цих умов (температури, тиску) можна розчинити більшу кількість речовини, ніж вже міститься в розчині, вона називається ненасиченою.

Насичений розчин містить максимально можливу в умовах проведення експерименту кількість розчиненої речовини.

Якщо ж у розчині міститься більше речовини, ніж у насиченому, така система називається пересиченою. Отримати її можна при дуже повільному і акуратному охолодженні насиченого розчину, приготованого при більш високій температурі.

Пересичені розчини вкрай нестійкі. При порушенні рівноваги моментально починається процес кристалізації надлишково міститься розчиненої речовини. Ініціювати випадання осаду може додавання маленького кристала речовини, потрапляння чужорідного тіла (наприклад, пилу) або струсування розчину.

Класифікація за ступенем насиченості

Досить поширений інший принцип поділу розчинів на види. Так, залежно від концентрації розчину, можна виділити два типи: розбавлені і концентровані. Однак межа між ними досить умовна.

Розбавлений розчин характеризується низьким вмістом розчиненої речовини. При цьому його не можна ототожнювати з ненасиченим.

Наприклад, розчин, що містить лише 0,0000134 моль/л хлориду срібла, є розбавленим, оскільки концентрація розчиненої речовини в ньому дуже мала. Однак за звичайних умов розчинити більшу кількість з 'єднання в ньому неможливо, а тому такий розчин одночасно буде насиченим.

За фізичними властивостями

Досить часто речовини та їх розчини класифікують за здатністю проводити електричний струм. Нею володіють розчини речовин з іонним зв 'язком в молекулах. Під дією молекул води ці сполуки здатні піддаватися електролітичній дисоціації на іони. Такі речовини та їх розчини отримали назву електролітів. Приклади електролітів: розчини хлориду натрію, сірчаної кислоти, броміду калію.

Органічні речовини, як правило, знаходяться в розчині у вигляді нейтральних молекул або ж малодисоційовані. Такі системи не здатні проводити струм і називаються неелектролітами.

Таким чином, класифікація розчинів обширна і різноманітна. Тип її вибирається залежно від конкретних цілей.