Номер 2, страница 112 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 3. Дисперсные системы и растворы. Параграф 16. Растворы. Концентрация растворов и способы её выражения - номер 2, страница 112.

Условие.

2. Объясните, почему образование раствора — это физико-химический процесс.

Решение.

Решение 2.

Решение

Процесс образования раствора является физико-химическим, так как он представляет собой совокупность физических и химических явлений. Этот взгляд был обоснован в работах Д.И. Менделеева и других ученых, которые создали химическую (сольватную) теорию растворов.

Физическая сторона процесса растворения включает в себя:
1. Разрушение структуры растворяемого вещества. Если вещество твердое, происходит разрушение его кристаллической решетки и переход отдельных частиц (молекул или ионов) в раствор. Этот процесс требует затрат энергии.
2. Диффузия. Частицы растворяемого вещества самопроизвольно и равномерно распределяются по всему объему растворителя, образуя однородную (гомогенную) систему. Это чисто физическое явление смешивания.

Химическая сторона процесса заключается во взаимодействии частиц растворенного вещества с молекулами растворителя. Этот процесс называется сольватацией. Если растворителем является вода, процесс называют гидратацией. В результате этого взаимодействия образуются особые частицы — сольваты (или гидраты), в которых частица растворенного вещества окружена оболочкой из молекул растворителя.
Доказательствами химического взаимодействия при растворении служат следующие явления:
1. Тепловые эффекты. Процесс растворения почти всегда сопровождается выделением (экзотермический процесс) или поглощением (эндотермический процесс) теплоты. Например, растворение серной кислоты в воде приводит к сильному разогреву раствора, а растворение нитрата аммония — к его охлаждению. Это связано с тем, что на разрушение связей в исходных веществах энергия затрачивается, а при образовании новых связей (в процессе сольватации) — выделяется.
2. Изменение цвета. Некоторые вещества меняют цвет при растворении. Например, безводный сульфат меди(II) ($CuSO_4$) имеет белый цвет, а его водный раствор — синий из-за образования гидратированных ионов меди $[Cu(H_2O)_4]^{2+}$.
3. Изменение объема (контракция). Объем полученного раствора не всегда равен сумме объемов растворителя и растворенного вещества. Например, при смешивании 50 мл воды и 50 мл этанола объем полученного раствора будет меньше 100 мл.

Таким образом, растворение — это единый сложный процесс, в котором физические явления разрушения и смешивания неотделимы от химического взаимодействия между компонентами.

Ответ: Образование раствора — это физико-химический процесс, потому что он одновременно включает в себя физические явления (разрушение структуры растворяемого вещества и диффузию его частиц в растворителе) и химические явления (взаимодействие частиц растворенного вещества с молекулами растворителя — сольватацию, которая сопровождается тепловыми эффектами и другими признаками химической реакции).