Классификация строительных растворов. Что такое раствор? Как сделать раствор? Свойства растворов
Растворами называются гомогенные системы, содержащие не менее двух веществ. Могут существовать растворы твердых, жидких и газообразных веществ в жидких растворителях, а также однородные смеси (растворы) твердых, жидких и газообразных веществ. Как правило, вещество, взятое в избытке и в том же агрегатном состоянии, что и сам раствор, принято считать растворителем , а компонент, взятый в недостатке – растворенным веществом .
В зависимости от агрегатного состояния растворителя различают газообразные , жидкие и твердые растворы.
Газообразными растворами являются воздух и другие смеси газов.
К жидким растворам относят гомогенные смеси газов, жидкостей и твердых тел с жидкостями.
Твердыми растворами являются многие сплавы, например, металлов друг с другом, стёкла. Наибольшее значение имеют жидкие смеси, в которых растворителем является жидкость. Наиболее распространенным растворителем из неорганических веществ, конечно же, является вода. Из органических веществ в качестве растворителей используют метанол, этанол, диэтиловый эфир, ацетон, бензол, четыреххлористый углерод и др.
В процессе растворения частицы (ионы или молекулы) растворяемого вещества под действием хаотически движущихся частиц растворителя переходят в раствор, образуя в результате беспорядочного движения частиц качественно новую однородную систему. Способность к образованию растворов выражена у разных веществ в различной степени. Одни вещества способны смешиваться друг с другом в любых количествах (вода и спирт), другие – в ограниченных (хлорид натрия и вода).
Сущность процесса образования раствора можно показать на примере растворения твердого вещества в жидкости. С точки зрения молекулярно-кинетической теории растворение протекает следующим образом: при внесении в растворитель какого-либо твердого вещества, например, поваренной соли, частицы ионов Na + и Cl – , находящиеся на поверхности, в результате колебательного движения, увеличивающегося при соударении с частицами растворителя, могут отрываться и переходить в растворитель. Этот процесс распространяется на следующие слои частиц, которые обнажаются в кристалле после удаления поверхностного слоя. Так постепенно частицы, образующие кристалл (ионы или молекулы), переходят в раствор. На рис дана наглядная схема разрушения ионной кристаллической решетки NaС l при растворении в воде, состоящей из полярных молекул.
Частицы, перешедшие в раствор, вследствие диффузии распределяются по всему объему растворителя. С другой стороны, по мере увеличения концентрации частицы (ионы, молекулы), находящиеся в непрерывном движении, при столкновении с твердой поверхностью еще не растворившегося вещества могут задерживаться на ней, т.е. растворение всегда сопровождается обратным явлением – кристаллизацией . Может наступить такой момент, когда одновременно выделяется из раствора столько же частиц (ионов, молекул), сколько их переходит в раствор – наступает равновесие.
По соотношению преобладания числа частиц, переходящих в раствор или удаляющихся из раствора, различают растворы насыщенные , ненасыщенные и пересыщенные . По относительным количествам растворенного вещества и растворителя растворы подразделяют на разбавленные и концентрированные .
Раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, т.е. раствор, находящийся в равновесии с растворяемым веществом, называют насыщенным , а раствор, в котором еще можно растворить добавочное количество данного вещества, – ненасыщенным .
Насыщенный раствор содержит максимально возможное (для данных условий) количество растворенного вещества. Следовательно, насыщенным раствором является такой раствор, который находится в равновесии с избытком растворенного вещества. Концентрация насыщенного раствора (растворимость) для данного вещества при строго определенных условиях (температура, растворитель) – величина постоянная.
Раствор, содержащий растворенного вещества больше, чем его должно быть в данных условиях в насыщенном растворе, называется пересыщенным . Пересыщенные растворы представляют собой неустойчивые, неравновесные системы, в которых наблюдается самопроизвольный переход в равновесное состояние. При этом выделяется избыток растворенного вещества, и раствор становится насыщенным.
Насыщенный и ненасыщенный растворы нельзя путать с разбавленным и концентрированным. Разбавленные растворы – растворы с небольшим содержанием растворенного вещества; концентрированные растворы – растворы с большим содержанием растворенного вещества. Необходимо подчеркнуть, что понятие разбавленный и концентрированный растворы являются относительными, выражающими только соотношение количеств растворенного вещества и растворителя в растворе.
Сравнивая растворимость различных веществ, мы видим, что насыщенные растворы малорастворимых веществ являются разбавленными, а хорошо растворимых веществ – хотя и ненасыщенные, но довольно концентрированными.
В зависимости от того, электронейтральными или заряженными частицами являются компоненты раствора, их подразделяют на молекулярные (растворы неэлектролитов) и ионные (растворы электролитов). Одна из характерных особенностей растворов электролитов заключается в том, что они проводят электрический ток.
Искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания смеси, состоящей из вяжущего, воды, мелкого заполнителя и добавок
Искусственный каменный материал, полученный при отвердевании рационально подобранной и тщательно перемешанной смеси вяжущего, воды и песка
Смеси вяжущих, мелких заполнителей, воды и добавок, приобретающие в результате процесса твердения камнеподобную структуру
168.Строительные растворы классифицируют по:
назначению
виду вяжущего
плотности
169.Растворы по назначению различают:
кладочные
штукатурные
специальные
170.Специальные растворы делят на …
декоративные, тампонажные
гидроизоляционные, теплоизоляционные
рентгенозащитные
171.Тяжелые растворы …
имеют плотность более 1500
изготавливают на кварцевом песке
применяют для кладочных и штукатурных работ
172Легкие растворы …
имеют плотность менее 1500
изготавливают на пористом заполнителе и с порообразующими добавками
изготавливают с применением песков, полученных дроблением шлаков,
173.Для каменной кладки наружных стен применяют растворы …
цементные
цементно-известковые
марок 10, 25, 50 и 100
174.Внутреннюю штукатурку стен при влажности воздуха помещений до 60% выполняют из растворов …
цементно-известковых
гипсовых, известковых
известково-гипсовых
175.К важнейшим свойствам растворной смеси относятся …
удобоукладываемость (подвижность)
водоудерживающая способность
связность (расслаиваемость)
176.Строительные растворы для каменной кладки наружных стен и наружной штукатурки имеют марки по морозостойкости …
F10, F15, F25, F35, F50
177.Прочность при сжатии (марку) для цементных растворов определяют в возрасте …
в том же возрасте, что и прочность обычного тяжелого бетона
не ранее 4-х недель
178.Строительные растворы по прочности при сжатии в 28-суточном возрасте делят на марки …
М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200
179.Прочность цементного раствора при отсутствии отсоса воды определяется:
теми же факторами, что и прочность бетона
активностью цемента, качеством заполнителей
цементно-водным отношением
180.В состав строительных растворов в качестве водоудерживающей добавки вводят:
известь, метилцеллюлозу
золу ТЭС, диатомит
глину, молотый доменный шлак
белых и цветных цементов
дробленых белых и цветных горных пород
слюды, дробленого стекла
182.Сухие строительные растворные смеси отличаются от традиционных растворов:
стабильностью свойств
сокращением количества технологических операции для приготовления раствора
лучшими показателями технологичности и функциональных свойств
) одного вещества равномерно распределены между молекул друг вещества.
1. Общая характеристика
Раствор - однофазная, гомогенная, многокомпонентная система переменного химического состава . Практически все жидкости, имеющиеся в природе , представляют собой растворы. Кроме раствора, существуют газовые (газовать) растворы - их принято называть газовыми смесями (например, воздуха) и твердые растворы (например, некоторые сплавы). Как правило, под раствором понимают жидкую молекулярно-дисперсную систему (так называемые истинные растворы, англ. true solution ). Растворителем называют компонент, концентрация которого существенно больше концентрации других компонентов. Растворитель в чистом виде имеет тот же агрегатное состояние , что и раствор. Процесс образования раствора заключается в разрушении связей между молекулами (ионами) исходного вещества и образовании новых связей между молекулами (ионами) растворенного вещества и растворителя. По концентрации растворенного вещества растворы подразделяют на насыщенные, ненасыщенные и пересыщение. По наличию или отсутствию электролитической диссоциации растворенного вещества на ионы различают растворы электролитов и растворы неэлектролитов. Кроме того, выделяют растворы полимеров , главная особенность которых - очень большая разница в размерах молекул растворителя и растворенного вещества.
В растворах протекает много природных и промышленных процессов. С ними связано формирование залежей ряда полезных ископаемых , их добыча и переработка, разделения веществ, глубокое очищение и т.д..
По своим свойствам растворы занимают промежуточное место между механическими смесями и химическими соединениями . От механических смесей они отличаются главным образом своей однородностью и выделением или поглощением тепла при образовании, а от химических соединений тем, что состав их устойчивое и может изменяться в достаточно широких пределах.
2. Свойства
Растворы характеризуются также рядом определенных свойств, отличных от свойств их составных частей. В частности, они отличаются от своих составных частей плотностью , температурой замерзания и кипения и другими свойствами. Растворы могут быть в жидком, твердом и газообразном состоянии. Примером первых могут служить растворы сахара , соли и спирта в воде. Твердые растворы - это разные металлические сплавы: меди или серебра в золотые , никеля в меди и т.п.. Газообразными растворами собой смеси различных газов, например воздуха.
3. Растворитель и растворенное вещество
Растворитель - это компонент раствора, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора, или содержимое которого преобладает над содержанием других компонентов. Компонентами раствора являются: растворитель и растворении вещества.
Растворитель и растворенное вещество. Каждый раствор состоит из растворителя и растворенного вещества. Растворителем называют обычно вещество, служит средой для растворенного вещества и в чистом виде находится в том же агрегатном состоянии, что и создаваемый раствор. Однако иногда трудно сказать, вещество является растворителем, а какая - растворенным веществом, особенно когда оба вещества взаимно растворяются друг в друге в неограниченном количестве (как спирт и вода). В таких случаях растворителем называют то вещество, которого в растворе больше.
Наиболее распространенным и практически важным растворителем является вода . Вода морей и океанов является естественным раствором, который имеет солено-горький вкус. В среднем в 1 кг морской воды содержится 35 г растворенных веществ - средняя соленость морской воды составляет 35 ?. В состав морской воды входит более ста веществ, образованных из почти всех известных в природе химических элементов . Как растворители используют также другие вещества: ацетон , бензин , спирт и т.д., но значительно реже.
4. Значение растворов
Водные растворы играют огромную роль в природе и практической деятельности человека. Достаточно сказать, что растения берут из почвы все необходимые для их роста питательные вещества только в виде водных растворов. Поэтому своевременное поступление воды в почву имеет такое большое значение для нормального развития растений и обеспечения высокого урожая сельскохозяйственных культур. Процессы пищеварения и усвоения пищи человеком и всеми животными тоже связаны с переводом питательных веществ в раствор.
Растворы играют огромную роль в технике . Большинство химических процессов в промышленности проводят в растворах. Такие области техники, как кожевенное и бумажное производство, производство сахара, минеральных удобрений, лечебных веществ и многие другие, неразрывно связаны с широким применением водных растворов.
5. Насыщение растворов
5.1. Насыщенный раствор
В определенном количестве воды при данной температуре может растворяться только определенное количество вещества, а избыток ее остается нерастворимым. Раствор, в котором взята вещество при данной температуре больше не растворяется, называется насыщенным .
При изготовлении насыщенного раствора к растворителю добавляют обычно такое количество розчинюванои вещества, чтобы часть ее оставалась нерастворимой, сколько бы раствор не размешивали и не збовтувалы. Однако в практике обычно пользуются ненасыщенными растворами, то есть такими, в которых при данной температуре розчинювана вещество может еще растворяться (до образования насыщенного раствора).
5.2. Пресыщенный раствор
Кроме насыщенных и ненасыщенных, известны еще так называемые пересыщенные растворы, в которых розчинюванои вещества в растворенном состоянии больше, чем нужно для получения насыщенного раствора. Но пересыщенные растворы встречаются сравнительно редко, и они образуют лишь некоторые вещества, например декагидрат сульфата натрия - Na 2 SO 4 ? 10H 2 O, пентагидраттиосульфату натрия - Na 2 S 2 O 3 ? 5H 2 O и т.д.. Пресыщенные растворы очень неустойчивы и довольно легко разлагаются с выделением избытка растворенного вещества и образованием насыщенного раствора.
5.3. Концентрированный и разбавленный растворы
Не следует путать понятия насыщенный и ненасыщенный растворы с понятиями концентрированный и разбавленный. Названия концентрированный и разбавленный указывают лишь, на степень розчинености вещества, содержащегося в данном количестве растворителя, и ничего не указывают на степень его насыщения.
Концентрированный раствор может быть и насыщенным и ненасыщенным. Например, если в 100 г воды при 100 ? C растворить 200 г нитрата калия KNO 3, то такой раствор будет достаточно концентрированным, но ненасыщенным, так как для получения насыщенного раствора при этих условиях нужно растворить не 200, а 245 г этой соли. Второй пример: если в 100 г воды при обычной температуре растворить в одном случае 0,10 г Ca (OH) 2, а во втором - 0,16 г, то оба раствора будут очень разбавленные и вместе с тем первый из них будет ненасыщенным, а второй - насыщенным.
Хлористый натрий, сахар, этиловый спирт и вода представляют собой чистые вещества. Каждое из этих веществ характеризуется определенными свойствами, например давлением пара, температурой плавления, температурой кипения, плотностью. Предположим, что мы смешиваем некоторые из этих веществ. Хлористый натрий, внесенный в воду, растворяется в ней. Твердое вещество исчезает, переходя в жидкую фазу. Точно так же растворяется в воде сахар. Если добавить к воде этиловый спирт, то два чистых вещества смешиваются и образуют жидкость, по внешнему виду похожую на воду и спирт. Смеси соль - вода, сахар - вода, этиловый спирт - вода называются растворами. От чистых веществ растворы отличаются тем, что их свойства изменяются в зависимости от относительных количеств растворителя и растворенного вещества. Растворы при фазовых переходах ведут себя совсем иначе, чем чистые вещества. Это позволяет провести строгое разграничение между растворами и чистыми веществами и служит основой для решения вопроса о том, является данное вещество чистым веществом или раствором.
Различия между чистыми веществами и растворами
Земная кора состоит из многих непохожих друг на друга частей - она неоднородна, или гетерогенна. Некоторые её части однородны, или гомогенны. Хорошо известными примерами гетерогенных веществ являются гранит, состоящий из смеси различных минералов, приправа к салату, состоящая из капель масла, суспендированных в водной уксусной кислоте, и черный дым, состоящий из взвеси частиц сажи в воздухе. Примерами гомогенных веществ являются алмаз, чистая вода, соленая вода и чистый воздух. Гетерогенные вещества довольно трудно описать и: классифицировать. Гомогенные вещества можно описать довольно точно.
Как чистые вещества, так и растворы являются гомогенными. Гомогенное вещество, состоящее только из одного вещества, называется чистым веществом. Раствор - это гомогенное вещество, состоящее из двух или нескольких веществ.
Мы употребляем термины газовая фаза, жидкая фаза, твердая фаза. Фаза - это гомогенная часть системы, которая характеризуется одинаковыми свойствами и составом. В свою очередь системой называется область и вещество в ней, которое мы рассматриваем. Система может состоять из одной или нескольких фаз.
Для примера сравним два жидких образца - чистую воду и соленую воду. Оба образца - гомогенные системы, состоящие из одной фазы. Однако первая жидкость представляет собой чистое вещество, а вторая - раствор. Мы не можем только по внешнему виду сказать, какая из этих прозрачных жидкостей - чистое вещество и какая - раствор. Правда, между ними существует различие - например, соленая вода имеет больший удельный вес, чем чистая, но это свойство не показывает, какой из образцов - чистое вещество.
Сравним поведение этих двух систем при фазовом переходе. Сначала посмотрим, что происходит с водой при замерзании или испарении. Чистая вода замерзает при определенной температуре, равной 0° С. Заморозим половину воды, поместим образовавшийся лед в другой сосуд, расплавим его и сравним полученные образцы воды. Оказывается, их нельзя различить. Далее, если испарить половину воды, сконденсировать образовавшийся пар в другом сосуде и сравнить образцы воды, мы увидим, что их тоже нельзя отличить друг от друга. Такое поведение при испарении (и конденсации), а также при замерзании (и плавлении) характеризует чистые вещества. Растворы ведут себя совсем иначе.
Предположим, что мы испарим часть соленой воды. Температура жидкости повышается, пока не начнется кипение. Температура кипения соленой воды выше, чем чистой. Температура чистой воды при кипении остается постоянной, в то время как температура кипения соленой воды повышается. По мере повышения температуры кипения концентрация соли в воде увеличивается. Если собрать пар, образующийся при кипении соленой воды, и сконденсировать его в отдельном сосуде, то мы обнаружим, что эта жидкость по своим свойствам напоминает чистую воду, а не раствор, из которого она получена. После испарения всей воды остается твердая соль. Таким образом, путем перегонки, т. е. испарением и последующей конденсацией в другом сосуде, можно отделить чистую жидкость от раствора, а путем кристаллизации, т. е. образования кристаллического твердого вещества, можно получить чистое твердое вещество из раствора. Химики называют чистую жидкость, полученную при перегонке раствора, и чистое твердое вещество, полученное при кристаллизации, компонентами раствора.
Чистый хлористый натрий, подобно чистой воде, имеет определенную температуру плавления (замерзания) при данном давлении. Операции разделения, например перегонка или вымораживание, не приводят к выделению компонентов соли. Состав соли, выраженный соотношением чисел атомов натрия и хлора или соотношением весов этих атомов, является постоянным и соответствует формуле NaCl. Хлористый натрий, как и вода, представляет собой чистое вещество.
С другой стороны, такие операции, как перегонка или вымораживание, обычно приводят к выделению из раствора чистых веществ, находившихся в растворе. Чем ближе по свойствам компоненты, тем труднее выделить их из раствора. Но даже в трудных случаях с помощью различных методов обычно можно осуществить разделение. В природе растворы встречаются гораздо чаще, чем чистые вещества, а гетерогенные системы - чаще, чем растворы. Чистые вещества часто приходится получать из растворов, используя соответствующие фазовые переходы.
Некоторые лекарственные средства пользуются особенной популярностью среди пациентов и врачей. Многие из них можно легко приобрести в свободном доступе без рецепта и использовать без консультации со специалистом. Как раз к таким препаратам относится раствор хлорида натрия, известный также как физиологический раствор. Это средство широко применяется для наружного и внутреннего применения, а также для внутривенного введения. Давайте поговорим о том, что собой представляет физиологический раствор, приготовление его обсудим, применение и состав чуть более подробно.
Что такое физиологический раствор, состав его какой?
Физиологический раствор представляет собой не что иное, как водный раствор соли – натрия хлорида. В промышленных фармакологических условиях для его приготовления используют дистиллированную воду, несколько разновидностей солей, а также глюкозу и некоторое количество углекислого газа, позволяющего избежать осадка.
Домашний вариант физиологического раствора в большей части случаев готовится из воды и поваренной соли. Такой раствор годится в основном для наружного применения.
Где требуется физиологический раствор, применение его какое?
Медики применяют раствор для проведения реанимационных мероприятий. Ним разводят самые разные медикаменты, а также используют для хранения глазных линз.
Физиологический раствор вводят большей частью в форме капельниц, также его могут применять в составе клизм. Основным показанием к капельному введению считают обезвоживание, интоксикацию, токсикоз беременных, чрезмерную отечность и кровопотерю. В серьезных ситуациях физиологический раствор вполне способен стать заменителем крови.
Физраствор – это отличная основа для разведения различных медикаментов, как для капельниц, так и для инъекций внутримышечного и подкожного типа. Также на его основе готовят ингаляции. При использовании физиологического раствора для разведения медикаментов, он позволяет достичь нужной концентрации препарата и уменьшить болезненность такой процедуры.
Еще медики частенько применяют физиологический раствор для пропитки повязок, которые накладывают на гнойные раны для улучшенного оттока гноя.
Физиологический раствор применение в домашних условиях
Домашний физиологический раствор поваренной соли может использоваться для внутреннего потребления. Его можно пить для устранения последствий теплового удара, отравлений и обезвоживания.
Такое средство отлично подходит для при ринитах самого разного типа (в том числе и аллергического). Физиологический раствор замечательно разжижает содержимое носа, облегчает носовое дыхание и смягчает слизистые. Его можно применять при гайморите.
Данное лекарственное средство отлично подходит для промывания глаз, такие процедуры помогут пациентам с воспалительными процессами (к примеру, с конъюнктивитом) и аллергией. В нем можно еще и хранить контактные линзы.
Физиологический раствор часто советуют применять для проведения ингаляций с небулайзером. Такое средство может применяться для разведения лекарств, а при аллергии его рекомендуют применять в чистом виде. При таких процедурах физиологический раствор замечательно разжижает мокроту и снимает раздражение.
Также в домашних условиях можно использовать такое нехитрое лекарство для промывания ранок, если под рукой нет прочих антисептиков.
Приготовление физиологического раствора
Аптечный физиологический раствор изготавливается на основе дистиллированной воды. Но чтобы совершать промывания и ингаляции, можно сделать такое средство и своими силами. В основе домашнего физиологического раствора должна находиться кипяченая вода (если вы используете бутылированную воду, можете ее не кипятить).
Лучше всего подогреть воду до тридцати семи-сорока градусов. Растворите в литре воды девять грамм соли – при отсутствии точных весов используйте чайную ложечку поваренной соли (с горкой). Отдайте предпочтение белой очищенной соли, всыпьте ее в подогретую воду и перемешивайте до тех пор, пока соль полностью не растворится. Если в жидкости просматривается примесь и/или осадок, профильтруйте ее.
Такой домашний физиологический раствор можно хранить недолго – не более суток.
Физиологический раствор в народной медицине
Если вы собираетесь использовать физиологический раствор для промывания носа, добавьте к нему капельку йода. Так его уникальные антисептические качества будут более выраженными. Такое средство можно просто влить в пустой чистый флакончик со спринцовкой и брызгать в нос по необходимости. Также можно втягивать раствор носом. Маленьким детям физиологический раствор советуют использовать для впрыскиваний и закапываний, ведь промывание у малышей может стать причиной отита.
Домашний физраствор может использоваться для смягчения и растворения корочек в носовых ходах у новорожденных деток. Его закапывают буквально по одной-две капельки, а спустя некоторое время проводят очистку носа ватными жгутиками.
Домашний физиологический раствор может использоваться и для профилактики и для лечения обезвоживания у детей и взрослых. Такое средство будет полезно при активной потере жидкости организмом – во время поноса, рвоты, высокой температуры и пр. Для коррекции обезвоживания в воде нужно развести не только соль, но и сахар. На литр воды используйте по чайной ложечке соли и сахара.
Физиологический раствор, приготовленный в домашних условиях, может стать неплохим подспорьем в лечении и профилактике многих патологических состояний.