§ 22. Растворы. Массовая доля растворённого вещества

В растворе различают растворитель и растворённое вещество. В водном растворе соли растворителем служит вода, но существуют растворы и с другими растворителями. Растворяться могут твёрдые вещества, жидкости и газы. Частицы распределяются по объёму настолько равномерно, что отдельные компоненты нельзя отделить обычным фильтрованием. Прозрачность раствора не означает отсутствия растворённого вещества: бесцветная солёная вода по составу отличается от чистой воды.

Растворение рассматривают как физико-химический процесс. Частицы вещества распределяются между частицами растворителя и взаимодействуют с ними. Поэтому при растворении возможны изменение температуры и другие эффекты. Вода может образовывать гидратные оболочки вокруг частиц растворённого вещества. Эти представления помогают понять, почему раствор не всегда ведёт себя как простое механическое смешение двух неизменных компонентов, хотя массовый баланс при отсутствии потерь сохраняется.

Массовую долю w находят делением массы растворённого вещества на массу всего раствора. Например, 10 г соли и 90 г воды образуют 100 г раствора с массовой долей соли 10%. Делить 10 на 90 здесь неправильно: в знаменателе нужна масса раствора, а не только растворителя. Для обратной задачи массу раствора умножают на долю, выраженную десятичной дробью.

При разбавлении водой масса соли остаётся прежней, но общая масса увеличивается, поэтому доля уменьшается. При испарении только воды происходит обратное. Если вместо массы дан объём раствора, используют его плотность: m = ρV. Принимать плотность любого раствора равной плотности воды нельзя. Сначала составляют баланс массы растворённого вещества и общей массы, затем вычисляют новую долю. Такой порядок подходит и для смешивания растворов одного вещества.