Растворители используются в работе как в индивидуальном виде, так и в виде их смесей Между собой. Смеси различают: 1) бинарные — гексан 4 — бензол; гептан4-метанол и др.; 2) тройные — этиловый спирт 4 — четыреххлористый углерод4 — вода; бутанол 4 — бутилацетат 4 — вода и др.
Составлением таких смесей Р. достигается разрешение отдельных технологич. задач, экономия в производстве и т. д.
Лит.: Дер рейс Т., Растворители, пер. с англ., [Л.], 1933; Иордан О., Химическая технология растворителей, пер. с нем. Б. Я. Гордона, Москва — Ленинград, 1934.
РАСТВОРЫ, молекулярные и атомные смеси нескольких веществ, гомогенные по отношению к своим макроскопическим свойствам. Количество каждой из составных частей Р. ограничено только ее растворимостью. Хотя все составные части совершенно равноправны, однако та, которая присутствует р наибольшем количестве, называется обычно растворителем.
Лучше всего изучены жидкие Р., т. е. Р. твердых, жидких и газообразных веществ в жидкостях. Вант Гоффом введено понятие твердых Р.
Эта глава учения о Р. достигла в наст, время значительных размеров в связи с потребностями металловедения и минералогии.
Учение о Р. составляет существенную часть физич. химии. Р. чрезвычайно распространены в природе — все природные воды являются Р.
Физиологические жидкости — кровь, моча, желудочный сок и т. д. — являются также Р. Твердыми Р. является большинство минералов и сплавов (см. Твердые растворы, Сплавы). Химия, даже современная, является в значительной степени химией Р., гл. обр., водных. Начало количественной теории Р. было положено Вант Гоффом и Планком в 1885—87.
Характер явлений растворения меняется довольно сильно в зависимости от агрегатного состояния растворяющегося вещества, поэтому мы рассмотрим различные случаи растворимости. С теоретической точки зрения вопрос о растворимости является чрезвычайно сложным и в настоящее время едва ли разрешимым, т. к. для вывода количественных законов растворения необходимо точное знание сил, действующих между молекулами, находящимися на малых расстояниях друг от друга (т. е. на расстоянии порядка размера самих молекул). Повидимому, в Р. непроводников (вода, органич. соединения, расплавленные металлоиды) главная роль принадлежит силам, действующим между постоянными диполями, диполями, возникающими благодаря прляризации молекул в поле постоянных диполей других молекул (поляризационные силы), и диполями, возникающими в переменном поле других молекул (так называемые волно-механические или дисперсионные силы). Выражения для всех трех видов взаимодействия известны в точной форме, но настолько громоздки, что неприменимы для теоретических расчетов; обычно пользуются относительно простыми формулами для случая расстояний, значительно бблыпих, чем размеры молекул (правильнее — расстояний между положительно и отрицательно заряженными частями молекулы). Для этого случая выведен и закон взаимодействия дисперсионных сил. В применении к Р. эти формулы могут дать только качественные, но не количественные результаты. Во всяком случае, они показывают, что молекулярные взаимодействия определяются, гл. обр.,
Б. С. Э. т. XLVIII.
? 58
дипольным моментом молекулы, ее поляризуемостью и ее размерами (поляризуемостью называется величина, характеризующая способность разноименно заряженных частей молекулы раздвигаться под влиянием внешнего электрич. поля). Дипольный момент определяет зависящую от температуры часть диэлектрич. постоянной, а поляризуемость — ее часть, не зависящую от температуры. Отсюда ясно, что в явлениях растворимости диэлектрич. постоянная играет большую роль, хотя простых закономерностей, связывающих растворимость с диэлектрич. постоянной, не имеется, т. к. величина дипольного момента и поляризуемости связана с ней сравнительно сложными соотношениями. Во всяком случае, жидкости, имеющие близкие диэлектрич. постоянные, хорошо растворяются друг в друге (углеводороды, вода — глицерин, низшие спирты и т. д.).
С молекулярно-кинетической точки зрения растворение имеет много общего с испарением.
Условием перехода молекул из растворяющегося вещества в Р. является большая величина их кинетической энергии сравнительно с работой растворения, а вовсе не равенство сил, действующих на молекулу, находящуюся на границе раствора и растворяющегося вещества, В этом случае все молекулы растворяющегося вещества перейдут в Р., т. е. растворимость будет полной. Переход молекул в Р. уменьшает различие силового поля в растворяющемся веществе и Р.» а тем самым и работу перехода, поэтому растворение является автокаталитическим процессом. Большую роль при растворении играет конкуренция между молекулами растворителя и растворяющегося вещества. Если реакция молекул растворяющегося вещества на молекулярное поле сильнее реакции на него молекул растворителя (мы будем называть такие молекулы «сильными»),, то большее (в процентном отношении к молекулам данного вида) число молекул будет втягиваться внутрь раствора. Такие вещества будут повышать поверхностное натяжение Р., их растворимость будет увеличиваться с усилением поля растворителя и достигнет максимума при равенстве напряженности молекулярных полей растворителя и растворяющегося вещества. После того как молекулярное поле растворителя станет сильнее молекулярного поля растворяющегося вещества, растворенное вещество станет поверхностно активным, т. к. его молекулы будут втягиваться внутрь раствора в меньшем отношении сравнительно с растворителем, и его поверхностная концентрация будет больше внутренней. Усиление молекулярного поля растворителя будет понижать растворимость такого вещества, т. к. его молекулы не смогут в этом случае выдержать, при проникновении внутрь раствора, конкуренции более «сильных» молекул растворителя. Следовательно, должно наблюдаться два типа растворимости: растворимость поверхностно неактивных веществ, возрастающая параллельно с усилением молекулярного поля растворителя, и растворимость поверхностно активных веществ, убывающая при росте молекулярного поля растворителя. Если за грубую меру напряженности молекулярного поля принять диэлектрич. постоянную, то можно подтвердить наличие этих двух типов растворимости экспериментальными данными. С нашей точки зрения, эти два типа представляют две ветви одной и той же кривой.
