Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Растворы в природе. Теории растворов

Растворы в природе и жизнедеятельности играют огромную роль. Воздух (загрязненный) - N2, О2, СО2 и другие вещества, морская вода – Н2О + Nа+ , Мg2+, СГ, S042- и т.д. Человеческий организм содержит множество различных растворов; простые растворы солей и кислот; сложная дисперсия - кровь. Растворы могут существовать в любом агрегатном состоянии, но обязательно состоят из одной фазы. Естественно, что на разных этапах развития человечества проблема познания природы растворов решалась разными способами. Первый этап в познании природы растворов нашел отражение в философских высказываниях древних греков, второй - в работах алхимиков средних веков, третий - в работах Д. И. Менделеева и его последователей.

Нельзя не согласиться с известным историком химии П. Вальденом, который утверждал, что на протяжении многих веков история химии является историей вопроса о природе растворов, ибо основные реакции протекают именно в растворах. В средние века родился известный лозунг алхимиков "Соrроrа nisi soluta non аgunt" ("Только растворенные вещества взаимодействуют"). В настоящее время большинство химических реакций - это реакции в растворах, поэтому познание природы растворов необходимо с научной и практической точки зрения.

Во второй половине XIX в. в науке существовало две точки зрения на природу растворов. Согласно первой раствор уподоблялся газовой смеси, то есть растворитель и растворенное вещество, образуя раствор, не меняют своей природы (физическая теория). Вторые считали раствор химическим соединением (химическая теория). Имелась и промежуточная теория. Так, Г. И. Гесс полагал, что те растворы, из которых после испарения растворителя выделяется вещество, не содержащее молекул растворителя (вода), принадлежат к группе так называемых физических растворов, а растворы, из которых кристаллизуются кристаллосольваты (кристаллогидраты) являются химическими соединениями.

Д. И. Менделеев для выработки единой точки зрения на природу растворов применил метод исключения. Чтобы исключить химическую теорию, он указал на неприменимость к растворам законов постоянства состава и кратных отношений. Для доказательства несостоятельности физической теории он использовал собственные экспериментальные данные и результаты исследования других ученых. Изучая спиртоводные смеси и плотности растворов вообще, он сформулировал важный тезис: объемы растворов не являются аддитивными величинами по отношению к объемам растворителя и растворенного вещества. Он также указал на факт изменения окраски раствора по сравнению с окраской растворителя и растворенного вещества, что указывало на какие-то существенные изменения, происходящие в природе вещества при его растворении. Физическая теория не могла объяснить эти факты. Но самое существенное доказательство неправомочности физической теории на растворы - это сам процесс растворения. Как можно понять растворение вещества, если не предположить взаимодействия растворителя с растворенным веществом? Для того чтобы растворить кристалл, надо разрушить его кристаллическую решетку, а для этого необходима энергия. Откуда берется эта энергия, если не в результате взаимодействия веществ? Для создания своей концепции Д. И. Менделеев использовал работы Сент-Клэр Девилля, который впервые ввел понятие об обратимости химических реакций. Если S-молекула растворителя, а R-молекула растворяемого вещества, то в простейшем случае можно записать уравнение:

S + R→ SR

Так записывается равновесие, которое характеризует раствор в представлении Д.И. Менделеева. Точнее это равновесие записывается следующим образом:

mS + пR.← SxRа + SyRβ + SzRУ+ ...

Таким образом, раствор- это сложная, термодинамически устойчивая химическая система, образованная растворителем, растворенным веществом и продуктами их взаимодействия.

Основываясь на приведенных уравнениях, Д. И. Менделеев объединил две теории на природу растворов, так как левая часть уравнений может символизировать физическую теорию, а правая - химическую. Он написал (1887 г.): "Растворы представляют жидкие ассоциированные системы, образованные частицами растворителя, растворенного вещества и тех определенных нестойких, но экзотермических соединений, которые между ними происходят, одного или нескольких, смотря по природе составляющих начал". В настоящее время обратимость реакций в растворах доказана экспериментально.

Основными компонентами раствора являются растворитель(дисперсионная среда) и растворенное вещество(дисперсная фаза). Это деление чисто условно. Если раствор образуется при смешивании компонентов одинакового агрегатного состояния, то растворителем считается компонент, которого в растворе больше. В остальных случаях растворителем обычно является жидкость или компонент агрегатное состояние которого не меняется при образовании раствора.




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.