Що таке розчин у хімії: визначення, класифікація, приклади

Чашка ранкової кави, краплі дощу на вікні чи повітря, яким ми дихаємо — все це приклади розчинів, які супроводжують нас щодня. Розчини становлять основу багатьох життєвих процесів і є невід’ємною частиною природи. Вони забезпечують перебіг біохімічних реакцій у наших клітинах та відіграють ключову роль у промисловості.

Визначення та основні поняття

Розчин — це однорідна суміш двох або більше речовин, де частинки розподілені між собою на молекулярному рівні. У кожному розчині є розчинник — речовина, яка зберігає свій агрегатний стан, та розчинена речовина — та, що розподіляється в розчиннику.

Чи знали ви, що розчини існують у різних агрегатних станах? Рідкі розчини найбільш звичні для нас — це сольові розчини, цукрова вода, бензин. Газоподібні розчини — це повітря навколо нас. Тверді розчини представлені сплавами металів, як-от бронза чи латунь.

Класифікація розчинів

За агрегатним станом:

• Рідкі розчини: морська вода, оцет, спиртові настоянки
• Тверді розчини: сплави (золото з міддю), скло
• Газоподібні розчини: повітря, природний газ

За концентрацією:

• Ненасичені — можуть розчинити ще певну кількість речовини
• Насичені — містять максимально можливу кількість розчиненої речовини
• Пересичені — містять більше розчиненої речовини, ніж може бути за даних умов (нестійкі)

За здатністю проводити електричний струм:

• Електроліти: розчини солей, кислот, лугів
• Неелектроліти: цукровий сироп, спиртові розчини

Механізм утворення розчинів

Коли ви кидаєте цукор у чай, відбувається цікавий процес. Молекули води оточують частинки цукру, немов обіймаючи їх, — це явище сольватації. У випадку води цей процес називають гідратацією.

Для солей, кислот і основ характерна дисоціація — розпад на іони. Коли кухонна сіль розчиняється у воді, вона розпадається на позитивно заряджені іони натрію та негативно заряджені іони хлору.

На швидкість розчинення впливає температура, перемішування та розмір частинок. Тому цукор у гарячому чаї розчиняється швидше, особливо якщо його активно помішувати.

Фактори, що впливають на розчинність

Температура по-різному впливає на розчинність речовин:

• Для більшості твердих речовин — підвищення температури збільшує розчинність
• Для газів — підвищення температури зменшує розчинність

Саме тому газовані напої швидше видихаються в теплі, а вода з відкритого чайника, яку залишили охолоджуватись, має більш свіжий смак — в ній розчинилося більше кисню.

Тиск особливо впливає на розчинність газів. При збільшенні тиску розчинність газів зростає. Цей принцип використовують при виробництві газованих напоїв.

Природа речовин також визначає їхню сумісність. “Подібне розчиняється в подібному” — полярні речовини краще розчиняються в полярних розчинниках (сіль у воді), а неполярні — в неполярних (жир у бензині).

Концентрація розчинів та способи її вираження

Кількість розчиненої речовини в розчині називають концентрацією. Її можна виразити по-різному:

• Масова частка — відношення маси розчиненої речовини до маси розчину (5% розчин солі)
• Молярність — кількість молів речовини в 1 літрі розчину (1М розчин)
• Моляльність — кількість молів речовини на 1 кг розчинника

У побуті ми частіше використовуємо масову частку, а в хімічних лабораторіях — молярність для точного дозування.

Розчини в природі та побуті

Наше тіло — це складна система розчинів. Кров переносить поживні речовини та кисень до всіх клітин. Міжклітинна рідина забезпечує обмін речовин між клітинами.

У побуті ми постійно використовуємо розчини:

• Мийні засоби
• Ліки (настоянки, сиропи)
• Напої
• Фарби та лаки

Методи отримання розчинів

Приготувати розчин можна кількома способами:

• Розчинення твердої речовини у рідині (цукор у воді)
• Змішування рідин (спирт з водою)
• Насичення рідини газом (газована вода)

Для приготування точних розчинів у лабораторії використовують ваги та мірний посуд. У побуті часто достатньо приблизного дозування, як-от “чайна ложка на склянку”.

Розчини — це не просто наукове поняття, а невід’ємна частина нашого життя. Від складу крові до улюблених напоїв — скрізь ми стикаємося з розчинами. Розуміння їхніх властивостей дозволяє нам ефективніше використовувати їх і в побуті, і в науці, і в промисловості. Спробуйте тепер поглянути на звичайну склянку води іншими очима — це цілий світ для дослідження!

Олена Ковальчук

Пишу про все, що надихає та змушує задуматися. Маю журналістську освіту та багато років досвіду у створенні пізнавальних матеріалів. Захоплююсь наукою, культурою та історіями успіху. Шукаю цікаве в усьому, аби ділитися знаннями, які допомагають відкривати нові горизонти, бачити красу світу та отримувати корисні поради для життя.