Растворы: классификация и особенности растворов

Растворы являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Мы сталкиваемся с ними повсеместно - от лекарств и напитков до строительных смесей. Давайте разберемся, что представляют собой растворы, как их классифицируют и какие особенности у них бывают.

Определение и общая характеристика растворов

Растворы представляют собой гомогенные (однородные) системы, состоящие из двух и более веществ (компонентов). Они могут находиться в газообразном, жидком или твердом агрегатном состоянии.

Любой раствор состоит из растворителя и растворенного вещества . Растворитель - это компонент, который находится в избытке и определяет агрегатное состояние раствора. Например, вода в солевом растворе.

Растворы образуются в результате взаимодействия молекул растворителя и растворенного вещества. При этом возникает выделение или поглощение энергии.

Классификация растворов

Существует несколько критериев классификации растворов:

• По агрегатному состоянию: Газообразные (смеси газов) Жидкие (водные, спиртовые и др.) Твердые (сплавы, стекла)
• По размерам частиц растворенного вещества: Истинные растворы (< 1 нм) Коллоидные растворы (1-100 нм)
• По концентрации растворенного вещества: Насыщенные Ненасыщенные Концентрированные Разбавленные
• По электропроводности: Электролиты Неэлектролиты
• По назначению: Химические Медицинские Строительные Пищевые Специальные

Механизм образования растворов

Процесс растворения, как правило, включает три основные стадии:

1. Разрушение частиц растворяемого вещества до молекулярного или ионного уровня. Это требует затрат энергии.
2. Взаимодействие частиц растворенного вещества с молекулами растворителя (сольватация). При этом может выделяться энергия.
3. Равномерное распределение образовавшихся частиц по объему растворителя.

Таким образом, растворение - сложный физико-химический процесс, зависящий от природы взаимодействующих веществ.

Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя. В результате растворения образуются сольваты. Если растворителем является вода, то образующиеся сольваты называются гидратами.

Таким образом, растворение неразрывно связано с образованием особых соединений между компонентами раствора.

Растворимость как количественная характеристика

Растворимость показывает, сколько вещества может раствориться в данном растворителе. Она выражается в коэффициенте растворимости, который показывает максимально возможную концентрацию растворенного вещества в растворителе при данной температуре.

Например, растворимость обычной поваренной соли в воде при 20°C составляет 36 г на 100 г воды. Это означает, что бóльшее количество соли уже не сможет раствориться.

Раствор, в котором достигнута максимально возможная концентрация при данной температуре, называется насыщенным. Растворы с меньшей концентрацией являются ненасыщенными , а с большей - пересыщенными .

Концентрацию раствора также можно характеризовать как разбавленную или концентрированную в зависимости от преобладающего компонента.

Свойства растворов и их применение

При растворении веществ меняются различные физические свойства растворов: плотность, вязкость, температура плавления и кипения, проводимость и др.

Если происходит химическое взаимодействие компонентов раствора, то могут также существенно меняться и химические свойства. Например, при растворении в воде хлороводорода образуется соляная кислота.

Изменение свойств растворов после растворения веществ определяет области их практического применения - в медицине, пищевой промышленности, строительстве, производстве специальных материалов и многом другом.

Классификация и использование строительных растворов

Строительные растворы классификация растворов проводится по нескольким критериям:

• По типу вяжущего: Цементные Известковые Гипсовые Смешанные
• По плотности: Обычные (плотные) Легкие
• По назначению: Отделочные Кладочные Монтажные Специальные (гидроизоляционные, тампонажные и др.)

Строительные растворы классификация растворов используются для различных целей:

• Возведение каменных кладок, бетонных и других конструкций зданий
• Отделка фасадов и внутренних поверхностей помещений
• Гидроизоляция и теплоизоляция
• Монтаж и заделка стыков крупных конструкций

Приготовление строительных растворов

Строительные растворы могут поставляться в готовом виде необходимой консистенции или в сухих смесях, требующих разбавления водой непосредственно на месте.

Классификация растворных смесей:

• Готовые растворы заданной подвижности
• Сухие смеси для приготовления раствора

В готовые растворы могут добавляться специальные химические добавки для регулирования свойств.

Требования к свойствам строительных растворов

К строительным растворам предъявляется ряд технических требований и норм:

• Предел прочности на сжатие, МПа (кгс/см2)
• Марка по морозостойкости (число циклов замораживания-оттаивания)
• Подвижность (осадка стандартного конуса), см
• Водоудерживающая способность
• Время сохранения подвижности

Эти показатели зависят от области применения раствора и должны соответствовать требованиям нормативных документов.

Достоинства и недостатки растворов

Использование растворов имеет как достоинства, так и определенные недостатки:

Плюсы:

• Высокая адгезия к поверхностям
• Возможность регулирования свойств
• Относительная технологичность
• Невысокая стоимость

Минусы:

• Усадка и снижение прочности со временем
• Необходимость соблюдения технологии приготовления и нанесения
• Ограниченность областей применения