Номер 2, страница 132 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

2. Укажите основные различия между раствором и механической смесью веществ.

Раствор и механическая смесь представляют собой два типа смесей, которые принципиально различаются по ряду ключевых характеристик. Основные различия между ними заключаются в следующем:

Гомогенность (однородность)

Раствор — это гомогенная (однородная) система. Это означает, что его компоненты равномерно распределены по всему объему, и между ними отсутствуют видимые границы раздела фаз. Свойства раствора (например, концентрация, плотность) одинаковы в любой его точке. Примером является раствор сахара в воде.

Механическая смесь — это гетерогенная (неоднородная) система. В ней компоненты распределены неравномерно, и можно различить частицы разных веществ невооруженным глазом или с помощью оптических приборов. Примером является смесь песка и воды.

Ответ: Раствор является гомогенной (однородной) системой, а механическая смесь — гетерогенной (неоднородной).

Размер частиц

В истинном растворе растворенное вещество раздроблено до уровня отдельных молекул, атомов или ионов. Размер этих частиц чрезвычайно мал и обычно составляет менее 1 нанометра ($ < 10^{-9} \text{ м} $).

В механической смеси частицы компонентов значительно крупнее. В грубых смесях (суспензиях, эмульсиях) размер частиц превышает 100 нм, и они видны под микроскопом или даже невооруженным глазом.

Ответ: В растворе частицы растворенного вещества имеют размер молекул или ионов, в то время как в механической смеси частицы значительно крупнее.

Устойчивость

Растворы являются термодинамически устойчивыми системами. Частицы растворенного вещества не оседают и не всплывают под действием силы тяжести с течением времени. Раствор может существовать неограниченно долго без разделения на компоненты.

Механические смеси (например, суспензии как смесь глины и воды) являются неустойчивыми. Со временем их компоненты самопроизвольно разделяются (расслаиваются) под действием гравитации.

Ответ: Растворы устойчивы и не разделяются со временем, а механические смеси неустойчивы и склонны к расслаиванию.

Способы разделения компонентов

Компоненты раствора невозможно разделить механическими методами, такими как фильтрование или отстаивание. Для их разделения применяют физико-химические методы: выпаривание, дистилляцию (перегонку), кристаллизацию, хроматографию.

Компоненты механической смеси, как правило, можно разделить простыми механическими способами: отстаиванием, фильтрованием, просеиванием, действием магнита (для смесей с железом).

Ответ: Компоненты механической смеси можно разделить механическими методами, а компоненты раствора — только физико-химическими, основанными на различии в их физических свойствах.

Взаимодействие между компонентами

При образовании раствора происходит интенсивное взаимодействие между частицами растворителя и растворяемого вещества (процесс сольватации или гидратации для водных растворов). Этот процесс часто сопровождается тепловыми эффектами (выделением или поглощением тепла) и изменением объема.

При создании механической смеси компоненты практически не взаимодействуют друг с другом. Каждый компонент сохраняет свои индивидуальные химические и физические свойства. Тепловые эффекты при смешивании обычно отсутствуют или пренебрежимо малы.

Ответ: Образование раствора сопровождается физико-химическим взаимодействием компонентов, а образование механической смеси — нет.

Оптические свойства

Истинные растворы оптически прозрачны. Они не рассеивают проходящий через них свет (отсутствует эффект Тиндаля).

Механические смеси (взвеси) обычно мутные, непрозрачные. Коллоидные системы, которые занимают промежуточное положение между истинными растворами и грубыми смесями, способны рассеивать свет (наблюдается эффект Тиндаля).

Ответ: Истинные растворы прозрачны, в то время как механические смеси, как правило, непрозрачны или мутны.