Чем гидраты отличаются от сольватов кратко

Обновлено: 03.07.2024

Гидраты — продукты присоединения воды к неорганическим и органическим веществам.

Сольвата́ция (от лат. solvo — растворяю) — электростатическое взаимодействие между частицами (ионами, молекулами) растворенного вещества и растворителя. Сольватация в водных растворах называется гидратацией. Образующиеся в результате сольватации молекулярные агрегаты называются сольватами (в случае воды гидратами). В отличие от сольволиза объединение однородных частиц в растворе называют ассоциацией.

Представление о сольватации ионов было введено одновременно и независимо И. А. Каблуковым и В. А. Кистяковским в 1889—1891 [1] .

Растворами называются гомогенные системы, содержащие не менее двух веществ. Могут существовать растворы твердых, жидких и газообразных веществ в жидких растворителях, а также однородные смеси (растворы) твердых, жидких и газообразных веществ. Как правило, вещество, взятое в избытке и в том же аг­регатном состоянии, что и сам раствор, принято считать растворителем, а компонент, взятый в недостатке - растворенным веществом.

В зависимости от агрегатного состояния растворителя различают газообразные, жидкие и твердые растворы.

Газообразными растворами являются воздух и другие смеси газов.

К жидким растворам относят гомогенные смеси газов, жид­костей и твердых тел с жидкостями.

Твердыми растворами являются многие сплавы, например, металлов друг с другом, стёкла. Наибольшее значение имеют жидкие смеси, в которых растворителем является жидкость. Наи­более распространенным растворителем из неорганических ве­ществ, конечно же, является вода. Из органических веществ в качестве растворителей используют метанол, этанол, диэтиловый эфир, ацетон, бензол, четыреххлористый углерод и др.

В процессе растворения частицы (ионы или молекулы) рас­творяемого вещества под действием хаотически движущихся час­тиц растворителя переходят в раствор, образуя в результате бес­порядочного движения частиц качественно новую однородную систему. Способность к образованию растворов выражена у разных веществ в различной степени. Одни вещества способны смешиваться друг с другом в любых количествах (вода и спирт), другие - в ограниченных (хлорид натрия и вода).

Сущность процесса образования раствора можно показать на примере растворения твердого вещества в жидкости. С точки зрения молекулярно-кинетической теории растворение протекает следующим образом: при внесении в растворитель какого-либо твердого вещества, например, поваренной соли, частицы ионов Na + и Cl - , находящиеся на поверхности, в результате колебатель­ного движения, увеличивающегося при соударении с частицами растворителя, могут отрываться и переходить в растворитель. Этот процесс распространяется на следующие слои частиц, кото­рые обнажаются в кристалле после удаления поверхностного слоя. Так постепенно частицы, образующие кристалл (ионы или молекулы), переходят в раствор. На рис дана наглядная схема разрушения ионной кристаллической решетки NaСl при раство­рении в воде, состоящей из полярных молекул.

Частицы, перешедшие в раствор, вследствие диффузии распределяются по всему объему растворителя. С другой стороны, по мере увеличения концентрации частицы (ионы, молекулы), на­ходящиеся в непрерывном движении, при столкновении с твердой поверхностью еще не растворившегося вещества могут задерживаться на ней, т.е. растворение всегда сопровождается обратным явлением - кристаллизацией. Может наступить такой момент, когда одновременно выделяется из раствора столько же частиц (ионов, молекул), сколько их переходит в раствор - наступает равновесие.

По соотношению преобладания числа частиц, переходящих в раствор или удаляющихся из раствора, различают растворы на­сыщенные, ненасыщенные и пересыщенные. По относительным количествам растворенного вещества и растворителя растворы подразделяют на разбавленные и концентрированные.

Раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, т.е. раствор, находящийся в равновесии с растворяемым веществом, называют насыщенным, а раствор, в котором еще можно растворить добавочное количество данного вещества, - ненасыщенным.

Насыщенный раствор содержит максимально возможное (для данных условий) количество растворенного вещества. Следова­тельно, насыщенным раствором является такой раствор, который находится в равновесии с избытком растворенного вещества. Концентрация насыщенного раствора (растворимость) для данно­го вещества при строго определенных условиях (температура, растворитель) - величина постоянная.

Раствор, содержащий растворенного вещества больше, чем его должно быть в данных условиях в насыщенном растворе, на­зывается пересыщенным. Пересыщенные растворы представляют собой неустойчивые, неравновесные системы, в которых наблю­дается самопроизвольный переход в равновесное состояние. При этом выделяется избыток растворенного вещества, и раствор ста­новится насыщенным.

Насыщенный и ненасыщенный растворы нельзя путать с разбавленным и концентрированным. Разбавленные растворы - растворы с небольшим содержанием растворен­ного вещества; концентрированные растворы - растворы с большим содержанием растворенного вещества. Необходимо подчеркнуть, что понятие разбавленный и концентрированный растворы являются относительными, выражающими только соот­ношение количеств растворенного вещества и растворителя в растворе.

Сравнивая растворимость различных веществ, мы видим, что насыщенные растворы малорастворимых веществ являются разбавленными, а хорошо растворимых веществ - хотя и ненасы­щенные, но довольно концентрированными.

В зависимости от то­го, электронейтральными или заряженными частицами являются компоненты раствора, их подразделяют на молекулярные (растворы неэлектролитов) и ионные (растворы электролитов). Одна из характерных особенностей растворов электролитов за­ключается в том, что они проводят электрический ток.

Гидраты — продукты присоединения воды к неорганическим и органическим веществам.

Сольвата́ция (от лат. solvo — растворяю) — электростатическое взаимодействие между частицами (ионами, молекулами) растворенного вещества и растворителя. Сольватация в водных растворах называется гидратацией. Образующиеся в результате сольватации молекулярные агрегаты называются сольватами (в случае воды гидратами). В отличие от сольволиза объединение однородных частиц в растворе называют ассоциацией.

Представление о сольватации ионов было введено одновременно и независимо И. А. Каблуковым и В. А. Кистяковским в 1889—1891 [1] .

Растворами называются гомогенные системы, содержащие не менее двух веществ. Могут существовать растворы твердых, жидких и газообразных веществ в жидких растворителях, а также однородные смеси (растворы) твердых, жидких и газообразных веществ. Как правило, вещество, взятое в избытке и в том же аг­регатном состоянии, что и сам раствор, принято считать растворителем, а компонент, взятый в недостатке - растворенным веществом.

В зависимости от агрегатного состояния растворителя различают газообразные, жидкие и твердые растворы.

Газообразными растворами являются воздух и другие смеси газов.

К жидким растворам относят гомогенные смеси газов, жид­костей и твердых тел с жидкостями.

Твердыми растворами являются многие сплавы, например, металлов друг с другом, стёкла. Наибольшее значение имеют жидкие смеси, в которых растворителем является жидкость. Наи­более распространенным растворителем из неорганических ве­ществ, конечно же, является вода. Из органических веществ в качестве растворителей используют метанол, этанол, диэтиловый эфир, ацетон, бензол, четыреххлористый углерод и др.

В процессе растворения частицы (ионы или молекулы) рас­творяемого вещества под действием хаотически движущихся час­тиц растворителя переходят в раствор, образуя в результате бес­порядочного движения частиц качественно новую однородную систему. Способность к образованию растворов выражена у разных веществ в различной степени. Одни вещества способны смешиваться друг с другом в любых количествах (вода и спирт), другие - в ограниченных (хлорид натрия и вода).

Сущность процесса образования раствора можно показать на примере растворения твердого вещества в жидкости. С точки зрения молекулярно-кинетической теории растворение протекает следующим образом: при внесении в растворитель какого-либо твердого вещества, например, поваренной соли, частицы ионов Na + и Cl - , находящиеся на поверхности, в результате колебатель­ного движения, увеличивающегося при соударении с частицами растворителя, могут отрываться и переходить в растворитель. Этот процесс распространяется на следующие слои частиц, кото­рые обнажаются в кристалле после удаления поверхностного слоя. Так постепенно частицы, образующие кристалл (ионы или молекулы), переходят в раствор. На рис дана наглядная схема разрушения ионной кристаллической решетки NaСl при раство­рении в воде, состоящей из полярных молекул.

Частицы, перешедшие в раствор, вследствие диффузии распределяются по всему объему растворителя. С другой стороны, по мере увеличения концентрации частицы (ионы, молекулы), на­ходящиеся в непрерывном движении, при столкновении с твердой поверхностью еще не растворившегося вещества могут задерживаться на ней, т.е. растворение всегда сопровождается обратным явлением - кристаллизацией. Может наступить такой момент, когда одновременно выделяется из раствора столько же частиц (ионов, молекул), сколько их переходит в раствор - наступает равновесие.

По соотношению преобладания числа частиц, переходящих в раствор или удаляющихся из раствора, различают растворы на­сыщенные, ненасыщенные и пересыщенные. По относительным количествам растворенного вещества и растворителя растворы подразделяют на разбавленные и концентрированные.

Раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, т.е. раствор, находящийся в равновесии с растворяемым веществом, называют насыщенным, а раствор, в котором еще можно растворить добавочное количество данного вещества, - ненасыщенным.

Насыщенный раствор содержит максимально возможное (для данных условий) количество растворенного вещества. Следова­тельно, насыщенным раствором является такой раствор, который находится в равновесии с избытком растворенного вещества. Концентрация насыщенного раствора (растворимость) для данно­го вещества при строго определенных условиях (температура, растворитель) - величина постоянная.

Раствор, содержащий растворенного вещества больше, чем его должно быть в данных условиях в насыщенном растворе, на­зывается пересыщенным. Пересыщенные растворы представляют собой неустойчивые, неравновесные системы, в которых наблю­дается самопроизвольный переход в равновесное состояние. При этом выделяется избыток растворенного вещества, и раствор ста­новится насыщенным.

Насыщенный и ненасыщенный растворы нельзя путать с разбавленным и концентрированным. Разбавленные растворы - растворы с небольшим содержанием растворен­ного вещества; концентрированные растворы - растворы с большим содержанием растворенного вещества. Необходимо подчеркнуть, что понятие разбавленный и концентрированный растворы являются относительными, выражающими только соот­ношение количеств растворенного вещества и растворителя в растворе.

Сравнивая растворимость различных веществ, мы видим, что насыщенные растворы малорастворимых веществ являются разбавленными, а хорошо растворимых веществ - хотя и ненасы­щенные, но довольно концентрированными.

В зависимости от то­го, электронейтральными или заряженными частицами являются компоненты раствора, их подразделяют на молекулярные (растворы неэлектролитов) и ионные (растворы электролитов). Одна из характерных особенностей растворов электролитов за­ключается в том, что они проводят электрический ток.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

При растворении веществ их молекулы (или ионы) связываются с молекулами растворителя. образуя сольванты (ыolvere) - растворять. Процесс называется сольватацией, если растворителем является вода (гидро) - процесс называется гидратацией.
Т. е. гидротация - частный случай сольватации.

Сольватация - электростатическое взаимодействие между частицами (ионами, молекулами) растворенного вещества и растворителя (любого, чаще органического) .
Гидратация в водных растворах приводит к образованию стойких и нестойких соединений воды с растворенным веществом (гидратов) ;

В растворителях образуются нестойкие соединения молекул растворителя с растворенным веществом - сольваты.

Гидратация - та же сольватация, только растворителем выступает вода. Приводит к образованию стойких и нестойких соединений воды с растворенным веществом - гидратов (те же сольваты) .

Гидратация имеет свою специфику т. к. при растворении в воде может происходить электролитическая диссоциация - распад в-ва в растворе на ионы с образованием электролитов. В принципе, электролитами могут быть не только водные растворы, а, например, расплавы солей, но в органических растворителях электролитической диссоциации как правило не происходит.

Гидратация - образование внутримолекулярных химических связей с водой. сольватация - межмолекулярных.

сольватации физический и химический союз между растворенными частицами и растворителем в растворе. Он отличается от концепции растворимости тем, что нет термодинамического равновесия между твердым телом и его растворенными частицами..

На верхнем изображении представлен очень общий эскиз сольватации частицы М. М может быть ионом (М + ) или молекула; и S представляет собой молекулу растворителя, которая может представлять собой любое соединение в жидком состоянии (хотя оно также может быть газообразным).

Обратите внимание, что М окружено шестью молекулами S, которые составляют то, что известно как Первичная сольватная сфера. Другие молекулы S, находящиеся на большем расстоянии, взаимодействуют силами Ван-дер-Ваальса с первой, образуя вторичную сольватную сферу и так далее, пока какой-либо порядок не станет очевидным..

• 1 Процесс сольватации
• 2 Энергетические аспекты
• 3 Межмолекулярные взаимодействия
• 4 Различия с гидратацией
• 5 примеров
  • 5.1 Хлорид кальция
  • 5.2 Úrea
  • 5.3 Аммиачная селитра

  Процесс сольватации

  
  

  Молекулярно, как проходит процесс сольватации? Изображение выше суммирует необходимые шаги.

  Молекулы растворителя, синего цвета, изначально упорядочены путем взаимодействия друг с другом (S-S); и частицы (ионы или молекулы) растворенного вещества пурпурного цвета делают то же самое с сильным или слабым М-М взаимодействием.

  Для того чтобы происходила сольватация, растворитель и растворенное вещество должны расширяться (вторая черная стрелка), чтобы учесть взаимодействие растворенного вещества с растворителем (M-S).

  Это обязательно подразумевает уменьшение взаимодействия растворенного вещества и растворителя с растворителем; уменьшение, которое требует энергии, и, следовательно, этот первый шаг является эндотермическим.

  Как только растворенное вещество и растворитель были молекулярно расширены, они оба смешиваются и меняются местами в пространстве. Каждый фиолетовый круг на втором изображении можно сравнить с тем на первом изображении.

  Изменение степени упорядочения частиц может быть детализировано на изображении; упорядоченный в начале и неупорядоченный в конце. Как следствие, последний этап является экзотермическим, поскольку образование новых M-S взаимодействий стабилизирует все частицы растворения.

  Энергетические аспекты

  За процессом сольватации стоит учитывать множество энергетических аспектов. Во-первых: S-S, M-M и M-S взаимодействия.

  Когда взаимодействия M-S, то есть между растворенным веществом и растворителем, очень превосходят (сильные и стабильные) по сравнению с взаимодействиями отдельных компонентов, мы говорим об экзотермическом процессе сольватации; и, следовательно, энергия высвобождается в среду, что можно проверить, измерив повышение температуры с помощью термометра..

  Затем говорится о процессе эндотермической сольватации. В таком случае регистрируется снижение температуры или, что то же самое, окружение охлаждается.

  Есть два фундаментальных фактора, которые определяют, растворяется ли растворенное вещество или нет в растворителе. Первое - это изменение энтальпии растворения (ΔH_дис), как только что было объяснено, и второе - это изменение энтропии (ΔS) между растворенным веществом и растворенным растворенным веществом. Как правило, ΔS связан с увеличением расстройства, также упомянутого выше.

  Межмолекулярные взаимодействия

  Было упомянуто, что сольватация является результатом физического и химического соединения между растворенным веществом и растворителем; Однако, как именно эти взаимодействия или союзы?

  Если растворенное вещество представляет собой ион, М + , происходят так называемые ион-дипольные взаимодействия (M + -S); и если это молекула, то из Лондона будут диполь-дипольные взаимодействия или дисперсионные силы.

  Когда мы говорим о диполь-дипольных взаимодействиях, говорят, что в M и S. существует постоянный дипольный момент. Таким образом, богатая электронами область δ- из M взаимодействует с плохой областью электронов δ + S. Результатом всех этих взаимодействия является формирование нескольких сольватных сфер вокруг М.

  Кроме того, есть еще один тип взаимодействия: координатор. Здесь молекулы S образуют координационные (или дативные) связи с М, образуя различные геометрии.

  Основное правило для запоминания и предсказания сродства между растворенным веществом и растворителем: равное растворяется равным. Поэтому полярные вещества очень легко растворяются в полярных растворителях; и неполярные вещества растворяются в неполярных растворителях.

  Отличия от гидратации

  
  

  Чем сольватация отличается от гидратации? Два идентичных процесса, за исключением того, что молекулы S первого изображения заменены молекулами воды, H-O-H.

  На верхнем изображении вы можете увидеть катион M + в окружении шести молекул H₂О. Обратите внимание, что атомы кислорода (красные) направлены на положительный заряд, потому что он является наиболее электроотрицательным и, следовательно, имеет наибольшую отрицательную плотность δ-.

  За первой сферой гидратации другие молекулы воды группируются водородными связями (ОН₂-Огайо₂). Это взаимодействия ион-дипольного типа. Однако молекулы воды также могут образовывать координационные связи с положительным центром, особенно если он металлический.

  Так, известные акокомплексы М (ОН₂)_N. При n = 6 на изображении шесть молекул ориентированы вокруг M в октаэдре координации (внутренняя сфера гидратации). В зависимости от размера М + , величина его заряда и его электронная доступность, указанная сфера может быть меньше или больше.

  Вода, пожалуй, самый удивительный растворитель из всех: она растворяет несоизмеримое количество растворенных веществ, она слишком полярна в качестве растворителя и имеет аномально высокую диэлектрическую проницаемость (78,5 К).

  примеров

  Ниже приведены три примера сольватации в воде..

  Хлорид кальция

  При растворении хлорида кальция в воде тепло выделяется при сольватировании катионов Ca 2+ и Cl-анионы - . Ca 2+ окружен количеством молекул воды, равным или превышающим шесть (Ca 2+ -Огайо₂).

  Кроме того, Cl - окружен атомами водорода, δ + области воды (Cl - -H₂О). Выделенное тепло можно использовать для таяния ледяных масс..

  мочевина

  Для мочевины это органическая молекула со структурой H₂N-CO-NH₂. При сольватации молекулы H₂Или образуют водородные мостики с двумя аминогруппами (-NH₂-Огайо₂) и с карбонильной группой (C = O-H)₂О). Эти взаимодействия ответственны за его большую растворимость в воде.

  Также его растворение является эндотермическим, то есть он охлаждает емкость для воды, куда его добавляют.

  Аммиачная селитра

  Нитрат аммония, как и мочевина, представляет собой растворенное вещество, которое охлаждает растворение после сольватации его ионов. NH₄ + сольватирует аналогично Са 2+ , хотя, вероятно, потому что он имеет тетраэдрическую геометрию, он имеет меньше молекул H₂Или вокруг него; и НЕТ₃ - сольватирует так же, как анионы Cl - (ОН₂-О₂НЕТ- Н₂O).

  Обычно компоненты раствора разделяют на растворитель и растворенное вещество.

  Растворителемсчитается то вещество, количество которого преобладает в данной системе и находится в том же агрегатном состоянии, что и образующийся раствор.

  По агрегатному состоянию растворы подразделяются на:

  Газообразные Например:воздух является раствором О2, Н2, СО2 и т.д. в азоте N2, т.е. растворитель – азот N2 (Воздух можно отнести и к смесям, т.к. компоненты его практически не взаимодействуют между собой)

  Жидкие Г-Ж (кислород в воде) Ж-Ж (спирт в воде) Т-Ж (морская вода)

  Твёрдые Г-Т (водород в платине) Ж-Т (ртуть в серебре) Т-Т (сплавы: серебро в золоте) Нержавеющая сталь представляет собой раствор содержащий 18%Cr, 9% Ni, ≈0,5%C в γ-Fe

  По соотношению преобладания числа частиц, переходящих в раствор и удаляющихся из раствора, различают растворы насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные.

  Насыщенным называется раствор, находящийся в равновесии с твердой фазой растворенного вещества и содержащий максимально возможное при данных условиях его количество (имеет место динамическое равновесие). (Насыщенный раствор – раствор, находящийся в фазовом равновесии с растворяемым веществом).

  Раствор, концентрация которого ниже концентрации насыщенного раствора, называется ненасыщенным.

  Пересыщенный раствор – неустойчивый раствор, в котором содержание растворенного вещества больше, чем в насыщенном растворе этого же вещества при тех же значениях температуры и давления.

  Состав раствора может быть выражен как качественно, так и количественно. Обычно при качественной оценке растворов применяют такие понятия, как разбавленныйи концентрированный; эта оценка весьма условна.

  Например, концентрированный раствор H₂SO₄ – 98 %, и концентрированный раствор HCl– 38%.

  Растворы, содержащие большое количество растворенного вещества, называются концентрированными, а с малым содержанием растворенного вещества – разбавленными.

  Механизм образования растворов. Сольваты. Гидраты.

  Исторически сложились два подхода к образованию растворов – физическая теория, основы которой были заложены в XIX веке, и химическая, основоположником которой был Д.И. Менделеев.

  Физическая теория растворов- предложена Вант-Гоффом во второй половине XIX века (1850 г.). рассматривает процесс растворения как распределение частиц растворенного вещества между частицами растворителя, предполагая отсутствие какого-либо взаимодействия между ними. Единственной движущей силой такого процесса является увеличение энтропии системы ΔS; какие-либо тепловые или объемные эффекты при растворении отсутствуют (ΔН = 0, ΔV = 0; такие растворы принято называть идеальными).

  Химическая теория - более точное название – сольватная (гидратная) – разработана Д.И.Менделеевым (1887 г.), рассматривает процесс растворения как образование смеси неустойчивых химических соединений переменного состава, сопровождающееся тепловым эффектом и изменением объема системы (контракцией) (ΔН ¹ 0, ΔV ¹ 0), что часто приводит к резкому изменению свойств растворенного.Согласно этой теории, между молекулами компонентов существует взаимодействие, приводящее к образованию нестойких соединений, частиц растворённого вещества с молекулами растворителя. Эти соединения получили название сольватов, а в случае водных растворов – гидратов.

  Сольваты, гидраты нельзя рассматривать как химические соединения, так как состав их непостоянен, он изменяется в зависимости от концентрации раствора и температуры; число молекул растворителя, связанных с молекулами растворённого вещества с повышением Т уменьшается, а понижение концентрации, в общем, влияет в обратном направлении.

  Часто образующиеся гидраты могут быть очень прочными, и их можно выделить из раствора в кристаллическом состоянии. Такие кристаллы, содержащие в связанном виде молекулы H₂O, называются кристаллогидратами. Воду из них можно выделить при сильном нагревании – прокаливании.

  
  
  
  

  Под сольватациейпонимают совокупность энергетических и структурных изменений, происходящих в растворе.

  Сольваты (гидраты) образуются за счет донорно-акцепторного, ион-молекулярного взаимодействия, за счет водородных связей, а также дисперсионного взаимодействия Сольватация состоит в том, что молекула растворенного вещества оказывается окруженной сольватной оболочкой, состоящей из более или менее тесно связанных с ней молекул растворителя..

  Различают ближнюю и дальнюю сольватации, выделяя первичную и вторичную сольватные оболочки. В первичную сольватную оболочку входят молекулы растворителя, находящегося в непосредственной близости к частице и совершающие движение в растворе вместе с ней. Число молекул растворителя в первичной сольватной оболочке называют координационным числом сольватации.

  Во вторичную сольватную оболочку входят молекулы растворителя, находящиеся на больших расстояниях от частицы растворенного вещества, но не ориентированные вокруг частицы определенным образом.

  Время жизни сольватов определяется характером и интенсивностью межмолекулярных взаимодействий;даже в случае сильного взаимодействия время жизни отдельного сольвата мало из-за непрерывного обмена частицами в сольватной оболочке.

  Важнейшие термодинамические характеристики сольватации:

  энтальпия сольватацияH_c и энергия Гиббса сольватация (свободная энергия сольватация) G_c,связанные соотношением:G_c= H_c-ТS_c,

  где S_c-энтропия сольватация, T-абсольватация температура.

  Энтальпия сольватация определяет тепловой эффект внедрения молекулы растворенного вещества в растворитель;

  энергия Гиббса сольватация определяет растворимость вещества.

  Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, называются кристаллогидратами, а вода, входящая в состав кристаллогидратов, называется кристаллизационной. Кристаллогидратами являются многие природные минералы. Ряд веществ (в том числе и органические) получаются в чистом виде только в форме кристаллогидратов. Так, известны твердые кристалогидраты:

  § KAl(SO₄)₂ · 12H₂O - додекагидрат сульфата алюминия-калия

  Классификация растворов. Основные понятия растворов.

  Раствор– гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов, состав которой может непрерывно изменяться в некоторых пределах без скачкообразного изменения её свойств.

  Обычно компоненты раствора разделяют на растворитель и растворенное вещество.

  Растворителемсчитается то вещество, количество которого преобладает в данной системе и находится в том же агрегатном состоянии, что и образующийся раствор.

  По агрегатному состоянию растворы подразделяются на:

  Газообразные Например:воздух является раствором О2, Н2, СО2 и т.д. в азоте N2, т.е. растворитель – азот N2 (Воздух можно отнести и к смесям, т.к. компоненты его практически не взаимодействуют между собой)

  Жидкие Г-Ж (кислород в воде) Ж-Ж (спирт в воде) Т-Ж (морская вода)

  Твёрдые Г-Т (водород в платине) Ж-Т (ртуть в серебре) Т-Т (сплавы: серебро в золоте) Нержавеющая сталь представляет собой раствор содержащий 18%Cr, 9% Ni, ≈0,5%C в γ-Fe

  По соотношению преобладания числа частиц, переходящих в раствор и удаляющихся из раствора, различают растворы насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные.

  Насыщенным называется раствор, находящийся в равновесии с твердой фазой растворенного вещества и содержащий максимально возможное при данных условиях его количество (имеет место динамическое равновесие). (Насыщенный раствор – раствор, находящийся в фазовом равновесии с растворяемым веществом).

  Раствор, концентрация которого ниже концентрации насыщенного раствора, называется ненасыщенным.

  Пересыщенный раствор – неустойчивый раствор, в котором содержание растворенного вещества больше, чем в насыщенном растворе этого же вещества при тех же значениях температуры и давления.

  Состав раствора может быть выражен как качественно, так и количественно. Обычно при качественной оценке растворов применяют такие понятия, как разбавленныйи концентрированный; эта оценка весьма условна.

  Например, концентрированный раствор H₂SO₄ – 98 %, и концентрированный раствор HCl– 38%.

  Растворы, содержащие большое количество растворенного вещества, называются концентрированными, а с малым содержанием растворенного вещества – разбавленными.

  Механизм образования растворов. Сольваты. Гидраты.

  Исторически сложились два подхода к образованию растворов – физическая теория, основы которой были заложены в XIX веке, и химическая, основоположником которой был Д.И. Менделеев.

  Физическая теория растворов- предложена Вант-Гоффом во второй половине XIX века (1850 г.). рассматривает процесс растворения как распределение частиц растворенного вещества между частицами растворителя, предполагая отсутствие какого-либо взаимодействия между ними. Единственной движущей силой такого процесса является увеличение энтропии системы ΔS; какие-либо тепловые или объемные эффекты при растворении отсутствуют (ΔН = 0, ΔV = 0; такие растворы принято называть идеальными).

  Химическая теория - более точное название – сольватная (гидратная) – разработана Д.И.Менделеевым (1887 г.), рассматривает процесс растворения как образование смеси неустойчивых химических соединений переменного состава, сопровождающееся тепловым эффектом и изменением объема системы (контракцией) (ΔН ¹ 0, ΔV ¹ 0), что часто приводит к резкому изменению свойств растворенного.Согласно этой теории, между молекулами компонентов существует взаимодействие, приводящее к образованию нестойких соединений, частиц растворённого вещества с молекулами растворителя. Эти соединения получили название сольватов, а в случае водных растворов – гидратов.

  Сольваты, гидраты нельзя рассматривать как химические соединения, так как состав их непостоянен, он изменяется в зависимости от концентрации раствора и температуры; число молекул растворителя, связанных с молекулами растворённого вещества с повышением Т уменьшается, а понижение концентрации, в общем, влияет в обратном направлении.

  Часто образующиеся гидраты могут быть очень прочными, и их можно выделить из раствора в кристаллическом состоянии. Такие кристаллы, содержащие в связанном виде молекулы H₂O, называются кристаллогидратами. Воду из них можно выделить при сильном нагревании – прокаливании.

  Под сольватациейпонимают совокупность энергетических и структурных изменений, происходящих в растворе.

  Сольваты (гидраты) образуются за счет донорно-акцепторного, ион-молекулярного взаимодействия, за счет водородных связей, а также дисперсионного взаимодействия Сольватация состоит в том, что молекула растворенного вещества оказывается окруженной сольватной оболочкой, состоящей из более или менее тесно связанных с ней молекул растворителя..

  Различают ближнюю и дальнюю сольватации, выделяя первичную и вторичную сольватные оболочки. В первичную сольватную оболочку входят молекулы растворителя, находящегося в непосредственной близости к частице и совершающие движение в растворе вместе с ней. Число молекул растворителя в первичной сольватной оболочке называют координационным числом сольватации.

  Во вторичную сольватную оболочку входят молекулы растворителя, находящиеся на больших расстояниях от частицы растворенного вещества, но не ориентированные вокруг частицы определенным образом.

  Время жизни сольватов определяется характером и интенсивностью межмолекулярных взаимодействий;даже в случае сильного взаимодействия время жизни отдельного сольвата мало из-за непрерывного обмена частицами в сольватной оболочке.

  Важнейшие термодинамические характеристики сольватации:

  энтальпия сольватацияH_c и энергия Гиббса сольватация (свободная энергия сольватация) G_c,связанные соотношением:G_c= H_c-ТS_c,

  где S_c-энтропия сольватация, T-абсольватация температура.

  Энтальпия сольватация определяет тепловой эффект внедрения молекулы растворенного вещества в растворитель;

  энергия Гиббса сольватация определяет растворимость вещества.

  Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, называются кристаллогидратами, а вода, входящая в состав кристаллогидратов, называется кристаллизационной. Кристаллогидратами являются многие природные минералы. Ряд веществ (в том числе и органические) получаются в чистом виде только в форме кристаллогидратов. Так, известны твердые кристалогидраты:

  § KAl(SO₄)₂ · 12H₂O - додекагидрат сульфата алюминия-калия

  Сольватация - это процесс притяжения и ассоциации молекул растворителя с молекулами или ионами растворенного вещества. Когда ионы растворяются в растворителе, они распространяются и становятся окруженными молекулами растворителя. Чем больше ион, тем больше молекул растворителя способно окружить его и тем больше он сольватируется.

  если растворителем является вода, мы называем этот процесс гидратацией. Гидратация - это процесс притяжения и ассоциации молекул воды с молекулами или ионами растворенного вещества. Когда хлорид натрия растворяется в воде, ионы натрия, будучи положительно заряженными частицами, окружаются молекулами воды через их концы кислорода. Ионы хлора, являющиеся отрицательно заряженными частицами, окружаются молекулами воды через их водородные концы.

  Рекомендуем

  Как вы рассчитываете фактическое механическое преимущество рычага?

  Механическим преимуществом является отношение расстояния входного плеча от точки опоры к расстоянию выходного плеча от точки опоры. Механическим преимуществом является отношение расстояния входного плеча от точки опоры к расстоянию выходного плеча от точки опоры. Это соотношение такое же, как отношение выходной силы к входной силе. Или, другими словами, произведение выходного усилия и расстояния выходного плеча от точки опоры такое же, как произведение входного усилия и расстояния входного плеча от точки опоры. Для этой ссылки обращается на рычаги разного рода.В описании таких рычагов много раз упоминаются такие слова, как

  
  

  Как вы рассчитываете угловой диаметр солнца?

  0,5334 град. Используемая формула: угловое расстояние составляет 2 X арктана ((радиус солнечного диска) / (расстояние Земля-Солнце) = 2 X арктана (696342/149598262) = 0,5334 град.

  
  

  Как рассчитать площадь, если показатель z равен 0,99, среднее значение равно 0, а стандартное отклонение равно 1?

  Когда вы используете нормальное распределение, и вы получаете среднее значение 0 и стандартное отклонение 1, у вас есть так называемое стандартное нормальное распределение. и тогда вы будете искать z-показатель на вашем столе. выписать можно сказать. Phi (z) и искать z-показатель 0,99 или сказать Phi (0,99) = 0,8389, который мы получаем из таблицы.

  Читайте также:

    
  • Проект 8 марта в доу подготовительная группа
    
  • Почему одни жидкости испаряются быстрее а другие медленнее кратко
    
  • П н матханов основы анализа электрических цепей нелинейные цепи м высшая школа 1986
    
  • Могут ли ребенка исключить из детского сада если он кусается
    
  • Какими дополнительными устройствами оборудованы электровозы и электропоезда переменного тока кратко