Формирование раствора

Раствор представляет собой однородную смесь двух компонентов. Главный компонент называется растворителем, а второстепенный компонент растворенным веществом. В зависимости от физического состояния растворителя раствор может быть твердым, например сплавом, как латунь, газообразным, например воздухом, и жидкостью, например солевым раствором.

Жидкие растворы также могут содержать газы или другие жидкости, смешанные с жидким растворителем. Если растворителем является вода, раствор называют водным. Вещество, растворенное в растворителе, отличном от воды, таком как йод в четыреххлористом углероде, образует неводный раствор.

Один растворитель не может растворить все растворенные вещества. Соль растворяется в воде, а масло отделяется. Таким образом, считается, что соль растворима, а масло нерастворимо в воде.

Растворимость это максимальное количество растворенного вещества, которое будет растворяться в данном количестве растворителя при определенной температуре. Растворимость зависит как от межмолекулярных сил между молекулами растворенного вещества и растворителя, так и от тенденции к смешиванию, которая обусловлена увеличением энтропии системы. Энтропия это термодинамическое измерение рассеивания энергии или беспорядка.

Процесс происходит самопроизвольно при увеличении общей энтропии. Рассмотрим два газа, разделенных перегородкой. Если барьер убрать, два газа самопроизвольно смешиваются в единый гомогенный раствор.

При низком давлении и умеренной температуре между составляющими их молекулами нет значительных сил межмолекулярного взаимодействия. Итак, газы ведут себя как идеальные газы. Здесь образование раствора не снижает потенциальную энергию атомов, но их кинетическая энергия теперь может быть распределена по большему объему.

Это распределение энергии увеличивает энтропию каждого из газов, делая образование раствора спонтанным процессом.