Roztwory są jednorodną masą lub mieszaniną składającą się z dwóch lub więcej substancji, z których jedna działa jako rozpuszczalnik, a druga jako rozpuszczalne cząstki.
Istnieją dwie teorie interpretacji pochodzenia roztworów: chemicznej, której założycielem jest D. I. Mendelejew, oraz fizycznej, zaproponowanej przez niemieckich i szwajcarskich fizyków Ostwalda i Arrheniusa. Według interpretacji Mendelejewa składniki rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej stają się uczestnikami reakcji chemicznej, w wyniku której powstają niestabilne związki tych właśnie składników lub cząstek.
Teoria fizyczna zaprzecza chemicznemu oddziaływaniu między cząsteczkami rozpuszczalnika a rozpuszczonymi substancjami, wyjaśniając proces tworzenia roztworów jako równomierny rozkład cząstek (cząsteczek, jonów) rozpuszczalnika między cząsteczkami rozpuszczonej substancji substancja w wyniku zjawiska fizycznego zwanego dyfuzją.
Klasyfikacja rozwiązań według różnych kryteriów
Obecnie nie ma jednolitego systemu klasyfikacji rozwiązań, jednak warunkowo rodzaje rozwiązań można pogrupować według najważniejszych kryteriów, a mianowicie:
I) W zależności od stanu skupienia rozróżnia się roztwory stałe, gazowe i ciekłe.
II) Przezrozmiary cząstek substancji rozpuszczonej: koloidalne i prawdziwe.
III) W zależności od stopnia stężenia cząstek substancji rozpuszczonej w roztworze: nasycony, nienasycony, stężony, rozcieńczony.
IV) W zależności od zdolności przewodzenia prądu elektrycznego: elektrolity i nieelektrolity.
V) Według celu i zakresu: chemiczne, medyczne, konstrukcyjne, rozwiązania specjalne itp.
Rodzaje rozwiązań według stanu agregacji
Klasyfikacja roztworów według stanu agregacji rozpuszczalnika jest podana w najszerszym znaczeniu tego terminu. Zwyczajowo uważa się substancje płynne za roztwory (co więcej, zarówno ciekły, jak i stały pierwiastek mogą działać jako substancje rozpuszczone), ale jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że roztwór jest jednorodnym układem dwóch lub więcej substancji, to jest całkiem logiczne jest rozpoznanie również roztworów stałych i gazowych. Za roztwory stałe uważa się mieszaniny na przykład kilku metali, lepiej znanych w życiu codziennym jako stopy. Rodzaje roztworów gazowych to mieszaniny kilku gazów, przykładem jest otaczające nas powietrze, które przedstawiane jest jako połączenie tlenu, azotu i dwutlenku węgla.
Rozwiązania według wielkości cząstek
Rodzaje roztworów według wielkości rozpuszczonych cząstek obejmują prawdziwe (zwykłe) roztwory i układy koloidalne. W prawdziwych roztworach substancja rozpuszczona rozpada się na małe cząsteczki lub atomy, których wielkość jest zbliżona do cząsteczek rozpuszczalnika. Jednocześnie prawdziwe rodzaje roztworów tylko nieznacznie zachowują oryginalne właściwości rozpuszczalnikaprzekształcając go pod wpływem właściwości fizykochemicznych dodanego do niego pierwiastka. Na przykład: gdy sól lub cukier rozpuszcza się w wodzie, woda pozostaje w tym samym stanie skupienia i tej samej konsystencji, prawie w tym samym kolorze, zmienia się tylko jej smak.
Roztwory koloidalne różnią się od konwencjonalnych tym, że dodany składnik nie rozkłada się całkowicie, zachowując złożone cząsteczki i związki, których wielkość jest znacznie większa niż cząsteczki rozpuszczalnika, przekraczając wartość 1 nanometra.
Rodzaje stężeń roztworu
W tej samej ilości rozpuszczalnika można dodać inną ilość rozpuszczonego pierwiastka, a wyjście będzie zawierało roztwory o różnych stężeniach. Wymieniamy główne:
- Roztwory nasycone charakteryzują się stopniem rozpuszczalności substancji, przy którym rozpuszczony składnik pod wpływem stałej wartości temperatury i ciśnienia nie rozkłada się już na atomy i cząsteczki, a roztwór osiąga równowagę fazową. Roztwory nasycone można również warunkowo podzielić na stężone, w których udział masowy rozpuszczonego składnika jest porównywalny z rozpuszczalnikiem, oraz rozcieńczone, w których substancja rozpuszczona jest kilkakrotnie mniejsza niż rozpuszczalnika.
- Nienasycone to te roztwory, w których substancja rozpuszczona może nadal rozkładać się na małe cząstki.
- Roztwory przesycone uzyskuje się, gdy zmieniają się parametry czynników wpływających (temperatura, ciśnienie), w wyniku czego następuje proces „kruszenia” rozpuszczonegosubstancja staje się większa niż w normalnych (zwykłych) warunkach.
Elektrolity i nieelektrolity
Niektóre substancje w roztworach rozkładają się na jony zdolne do przewodzenia prądu elektrycznego. Takie jednorodne układy nazywane są elektrolitami. Ta grupa obejmuje kwasy, większość soli. A roztwory nieprzewodzące prądu elektrycznego są powszechnie nazywane nieelektrolitami (prawie wszystkie związki organiczne).
Grupy rozwiązań według celu
Rozwiązania są niezbędne we wszystkich sektorach gospodarki narodowej, których specyfika stworzyła takie rodzaje rozwiązań specjalnych jak medyczne, budowlane, chemiczne i inne.
Roztwory medyczne to zbiór leków w postaci maści, zawiesin, mieszanin, roztworów do wlewów i zastrzyków oraz innych postaci dawkowania stosowanych w celach medycznych do leczenia i profilaktyki różnych chorób.
Rodzaje roztworów chemicznych obejmują ogromną różnorodność jednorodnych związków używanych w reakcjach chemicznych: kwasy, sole. Roztwory te mogą być pochodzenia organicznego lub nieorganicznego, wodnego (woda morska) lub bezwodnego (na bazie benzenu, acetonu itp.), ciekłego (wódka) lub stałego (mosiądz). Znalazły zastosowanie w różnych sektorach gospodarki narodowej: przemyśle chemicznym, spożywczym, włókienniczym.
Rodzaje zapraw mają lepką i gęstą konsystencję, dlatego bardziej pasują do nazwy mieszanki.
Ze względu na ich zdolność do szybkiego twardnienia z powodzeniem stosowane są jako spoiwo do ścian murowanych, stropów, konstrukcji nośnych, a także do prac wykończeniowych. Są to roztwory wodne, najczęściej trójskładnikowe (rozpuszczalnik, cement o różnych oznaczeniach, kruszywo), w których jako wypełniacz stosuje się piasek, glinę, tłuczeń kamienny, wapno, gips i inne materiały budowlane.
