РАСТВОРЕ́НИЕ
-
Рубрика: Химия
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
РАСТВОРЕ́НИЕ, массообменный процесс образования из двух или нескольких компонентов макроскопически однородных (гомогенных) термодинамически устойчивых систем (растворов). Компонент раствора, взятый в большем количестве и имеющий то же агрегатное состояние, что и раствор в целом, называют растворителем; др. компоненты – растворяемыми веществами. Если одним из компонентов является вода, её обычно считают растворителем при любых количественных соотношениях. Растворяемые вещества могут находиться в твёрдом, газо(паро)образном и жидком состояниях. Р. широко применяется в химич., фармацевтич., металлургич. и др. отраслях пром-сти для обработки сырья, полупродуктов, получения целевого продукта.
Различают физич., химич. и электрохимич. Р. При физич. Р. переход растворяемого вещества в раствор не сопровождается изменением химич. состава растворяемого вещества; в результате химич. Р. изменяется химич состав растворяемого вещества; электрохимич. Р. сопровождается дополнит. переносом вещества ионами за счёт наложения на систему электрич. поля. В ряде случаев при физич. Р. происходит связывание молекул растворителя молекулами или ионами растворённого вещества, называемое сольватацией (если растворителем является вода – гидратацией), что сближает такой процесс с химич. Р. Подтверждением химич. Р. являются тепловые эффекты и в некоторых случаях изменение окраски раствора. Энергетич. характеристикой Р. является теплота образования раствора, представляющая собой алгебраич. сумму тепловых эффектов всех стадий процесса, к которым относятся, напр., разрушение кристаллич. решётки, разрыв связей в молекулах (поглощение тепла), образование продуктов взаимодействия растворённого вещества и растворителя (выделение тепла).
Массу вещества, приходящегося на 100 г растворителя в насыщенном растворе, называют растворимостью. Р. зависит как от природы растворяемого вещества, так и от природы растворителя. Установлено, что компоненты раствора должны иметь однотипные связи, т. е. ионные вещества хорошо растворяются в полярных растворителях и плохо – в неполярных, молекулярные вещества – наоборот. Для водных растворов кристаллич. веществ к хорошо растворимым относят вещества, растворимость которых более 1,0 г на 100 г воды, к малорастворимым – ок. 0,01–1,0 г на 100 г воды, к практически нерастворимым – менее 0,01 г на 100 г воды.
Растворимость вещества в определённом растворителе зависит от внешних условий, прежде всего – от темп-ры и давления. Если Р. является экзотермич. процессом, то с повышением темп-ры растворимость уменьшается; для эндотермич. процесса – наоборот (Ле Шателье – Брауна принцип). Жидкости могут растворяться в жидкостях неограниченно либо до определённой концентрации. С повышением темп-ры взаимная растворимость обычно увеличивается. Темп-ра, при которой ограниченная взаимная растворимость переходит в неограниченную, называется критич. темп-рой Р. Давление наиболее сильно влияет на растворимость газов: с повышением давления растворимость газов увеличивается, с понижением – уменьшается (Генри закон). Интенсификации Р. способствует перемешивание, измельчение растворяемого вещества, а также воздействие разл. физич. полей (ультразвук, вибрация и др.). В пром-сти процесс Р. реализуется в массообменных аппаратах.