Условие задачи
Что в химии называют раствором? Какие бывают растворы? Приведите примеры.
Решение
Ниже приводится развернутое решение задачи с использованием химических понятий, правил и символов Unicode.
1. Определение раствора в химии
Раствор – это гомогенная (однородная) смесь, состав которой равномерен на молекулярном уровне. В растворе один или несколько веществ (растворённые компоненты) равномерно распределены в другом веществе, называемом растворителем. Обычно растворитель присутствует в большем количестве, и именно его свойства определяют основные характеристики раствора.
2. Классификация растворов
Для классификации растворов в химии принято выделять несколько типов, среди которых можно отметить следующее:
а) По агрегатному состоянию растворителя:
– Жидкостные растворы. Пример: солёная вода, где вода является растворителем, а соль – растворённое вещество.
– Газообразные растворы (или смеси газов). Пример: воздух, который состоит из азота, кислорода, аргона и других газов.
– Твердые растворы. Пример: сплавы, такие как бронза, где медь является растворителем, а цинк – растворённое вещество.
б) По способности раствора при заданной температуре растворять дополнительное количество вещества:
– Ненасыщенные растворы. В них можно растворить ещё некоторое количество растворённого вещества при данной температуре. Пример: слегка подсолёная вода.
– Насыщенные растворы. В них растворено максимальное количество вещества, которое может быть растворено при данной температуре. Пример: вода с максимальным количеством растворённой соли при комнатной температуре.
– Перенасыщенные растворы. Это нестабильные растворы, в которых растворено больше вещества, чем должно быть по равновесию. Такие растворы могут выделять избыточное вещество при малейшем нарушении условий. Пример: перенасыщенный сахарный раствор, который при помехе (например, добавлении кристалла сахара) начинает кристаллизоваться.
в) По типу растворителя:
– Аqueous (водные) растворы, где растворителем является вода. Пример: сахар в воде, уксусная кислота в воде.
– Неводные растворы, где растворителем являются другие жидкости (например, органические растворители). Пример: раствор хлорида серебра в аммиаке.
3. Примеры растворов
– Водный раствор соли: обозначается как NaCl (aq), где вода действует в качестве растворителя, а ионы натрия (Na⁺) и хлора (Cl⁻) – растворённые компоненты.
– Водный раствор сахара: сахар (C₁₂H₂₂O₁₁) растворён в воде.
– Газовая смесь (раствор): воздух, где азот (N₂) составляет около 78 % и кислород (O₂) — около 21 %.
– Твердый раствор: бронза, являющаяся сплавом меди и цинка, где структура представляет собой однородную смесь элементов на атомном уровне.
Таким образом, в химии раствор – это гомогенная смесь, в которой растворённые вещества равномерно распределены в растворителе. Растворы классифицируются по агрегатному состоянию растворителя (жидкие, газообразные, твердые), по степени насыщенности (ненасыщенные, насыщенные, перенасыщенные), а также по типу растворителя (водные и неводные растворы).