Розчини - однорідні системи змінного складу, що складаються з двох або більше речовин. Відомі газоподібні, рідкі та тверді розчини. До газоподібним розчинів відносяться суміші будь-яких газів, до твердих - багато сплавів металів, скла. Особливе значення в природі і техніці мають рідкі розчини, утворені розчиненням газів, рідин і твердих речовин у воді та інших рідинах. При розчиненні газів і твердих речовин в рідині останню прийнято називати розчинником. При розчиненні рідин один в одному розчинником вважають ту з них, якої в розчині більше. Кількість розчиненого речовини, що міститься в певній кількості розчину або розчинника, називають концентрацією (див.) розчину. Розчини, в якому дана речовина більше не розчиняється і, отже, надлишок розчиняється речовини знаходиться в рівновазі з розчином, називають насиченим. Концентрація ненасиченого розчину менше, а пересичені більше, ніж насиченого розчину. Пересичені розчини зазвичай утворюються при повільному охолодженні гарячих насичених розчинів. Здатність речовини розчинятися в тому чи іншому кількості в даному розчиннику при утворенні насиченого розчину називають розчинністю речовини. Розчинність газів у рідинах прийнято виражати коефіцієнтом поглинання (абсорбції), який вказує, скільки обсягів газу (при t ° 0 ° і тиску в 1 атм.) Розчиняється в одному об'ємі рідини при даній температурі і парціальному тиску газу, що дорівнює 1 атм. Розчинність рідин і твердих речовин в рідинах зазвичай висловлюють числом грамів речовини, що розчиняється на 100 г розчинника або на 100 мл насиченого розчину. Розчинність залежить від природи розчиняється речовини і розчинника. З підвищенням температури розчинність газів зменшується, а рідин і твердих речовин в більшості випадків підвищується. Розчинність газів прямо пропорційна тиску, при якому розчиняється газ.
Розчини відіграють виняткову роль в природі і техніці. Води Світового океану та атмосфера являють собою розчини. З розчинами пов'язані всі фізіологічні та біохімічні процеси, оскільки внутрішнім середовищем будь-якого організму є водні розчини різного роду речовин. Багато лікарські засоби також є розчинами.
Див. Також Буферні розчини, Дифузія, Изотонические розчини, Колоїди, Електроліти.
Розчини (істинні розчини) - однорідні (гомогенні) системи змінного складу, що складаються з двох або більше речовин. Від механічних сумішей розчини відрізняються однорідністю, від хімічних сполук - змінним складом.
Розчини відіграють винятково важливу роль у природі, техніці та повсякденному житті. Переважна більшість відомих хімічних реакцій протікає в розчинах. Води світового океану і атмосфера являють собою розчини. Фізіологічні рідини також є розчинами. Майже всі лікарські речовини надають властиве їм дію на організм в розчиненому стані.
Залежно від агрегатного стану розрізняють газоподібні, рідкі та тверді розчини. До газоподібним відносять суміші будь-яких газів і парів, в тому числі і повітря. До твердих - багато сплавів, скло, деякі мінерали і гірські породи. Особливе значення для вивчення життєвих процесів в нормі та патології мають рідкі розчини, утворені розчиненням в рідинах газів, рідин або твердих речовин.
При розчиненні в рідині газів або твердих речовин рідина прийнято називати розчинником, а гази або тверді речовини, що знаходяться в розчинах, - розчиненими речовинами.
У разі розчинення однієї рідини в іншій розчинником вважають ту з них, яка знаходиться в розчинах у відносно більшій кількості.
Насиченим розчином називають розчин, що знаходиться в рівновазі з надлишком розчиняється речовини, ненасиченим - розчин, концентрація якого менше, ніж насиченого, а пересиченим - розчин, концентрація якого більше, ніж насиченого.
Залежно від величини молекулярної ваги розчиненої речовини рідкі розчини поділяють на розчини низькомолекулярних речовин, наприклад водні розчини звичайних кислот, лугів і солей, і на розчини високомолекулярних сполук, до яких відносяться розчини білків, полісахаридів, нуклеїнових кислот у воді, каучуку в бензолі, нітроклітковини в спіртоефірние суміші та ін. Р. високомолекулярних сполук мають ряд характерних властивостей, властивих типовим колоїдним Р. (див. колоїди).
Процес розчинення супроводжується виділенням або поглинанням тепла.
Розчинність даної речовини в рідині вимірюється концентрацією (див.) Насиченого його розчину в цій рідині.
Встановлено ряд якісних правил розчинності речовин в рідинах. Полярні речовини добре розчинні в полярних розчинниках (вода, спирт, ацетон та ін.) І погано в неполярних рідинах (бензол, чотирихлористий вуглець, сірковуглець і т. Д.). Навпаки, неполярні речовини добре розчинні в неполярних розчинниках і погано - в полярних. Останнє правило кладеться в основу деяких теорій клітинної проникності. При цьому мається на увазі, що оболонка багатьох клітин складається з неполярних речовин - ліпідів.
Розчинність газів у рідинах висловлюють коефіцієнтом поглинання, який показує, скільки обсягів даного газу, приведених до нормальних умов (t ° 0 ° і тиск 1 атм.), Розчиняється в одному об'ємі рідини при даній температурі і парціальному тиску газу, що дорівнює 1 атм.
Розчинність газів у рідинах змінюється в широких межах залежно від природи рідини і газу, а також від тиску і температури. Так, наприклад, при t ° 18 ° коефіцієнт поглинання азоту дорівнює 0,01698- кисню - 0,03220- хлористого водню - 427,9- аміаку - 748,8. Кисень приблизно вдвічі більше розчинний у воді, ніж азот, тому в повітрі, розчиненому у воді, вміст кисню значно більше, ніж в атмосфері (34,1% за обсягом при t ° 18 ° замість 21,2% в атмосфері). Це має велике біологічне значення для організмів, що мешкають у воді.
Залежність розчинності газу від тиску виражається законом Генрі (див. Абсорбція).
При розчиненні суміші газів розчинність кожного газу згідно закону Дальтона пропорційна його парціальному тиску над розчином.
З підвищенням температури розчинність газу в рідині зменшується. Цією властивістю газу користуються для видалення з рідин розчинених у них газів.
Для цього розчин кип'ятять протягом деякого часу, в результаті чого газ видаляється з розчину разом з бульбашками пара.
Зазначена залежність розчинності газів від температури має велике біологічне значення для організмів, що мешкають у воді.
З підвищенням температури дихання організмів і потреба в кисні зростають, тоді як концентрація його у воді падає, внаслідок чого при нагріванні може наступити загибель організмів від задухи через нестачу кисню. При насиченні води киснем організми стають менш чутливими до підвищення температури.
При розчиненні у воді солей і багатьох неелектролітів, схильних до гідратації, розчинність в ній газів, як правило, значно зменшується відповідно до закону І. М. Сеченова.
Розчинність рідин в рідинах коливається в широких межах. Відомі рідини, необмежено розчиняються один в одному, наприклад спирт і вода, сірчана кислота і вода, і ін. Існують рідини, обмежено розчинні один в одному, наприклад ефір розчинний у воді в невеликих кількостях. При додаванні великих кількостей утворюються два шари. Верхній шар являє собою насичений розчин води в ефірі і містить при t ° 18 ° 1,2% води і 98,8% ефіру нижній шар, що є насиченим розчином ефіру у воді, містить 93,5% води і 6,5% ефіру .
Відомі рідини, практично нерозчинні одна в одній, наприклад ртуть і вода, бензол і вода. Зі збільшенням температури взаємна розчинність обмежено розчинних рідин в більшості випадків зростає і часто при досягненні певної для кожної пари рідин температури, званої критичної, рідини повністю змішуються одна з одною. Наприклад, фенол і вода при t ° 68,8 ° (критична температура) і вище розчиняються один в одному в будь-яких пропорціях- нижче критичної температури вони лише обмежено розчинні один в одному.
При зміні тиску взаємна розчинність рідин змінюється незначно.
Розчинність твердих речовин в рідинах зазвичай висловлюють в грамах твердого безводного речовини, що припадають на 100 г розчинника в насиченому розчині або на 100 мл насиченого розчину. Залежно від природи твердого речовини і розчинника розчинність твердих речовин в рідинах коливається в дуже широких межах. Так, наприклад, при 25 ° в 100 г води розчиняється 257 г AgNO3 і лише 3 · 10-20 г HgS.
Розчинність твердих речовин залежить від ступеня їх подрібнення. Дрібні кристалики, або зерна, розміри яких менше приблизно 0,1 мм, більш розчинні ніж великі. Різні за змістом кристалізаційної води кристалогідрати одного і того ж хімічної сполуки мають неоднакову розчинність. Наприклад, розчинність Na2SO4· 10Н2O у воді менше розчинності Na2SO4.
Розчинність твердих речовин в рідинах майже не залежить від тиску, але, як правило, сильно змінюється з температурою.
Зазвичай розчинність твердих речовин зростає з підвищенням температури, але відомі речовини, як наприклад Са (ОН)2, Са (С2Н3O2)2 та ін., розчинність яких з підвищенням температури знижується.
Див. Також Буферні розчини, Дифузія, Изотонические розчини, Електроліти.