2.1. Гомогенные и гетерогенные системы
Любое индивидуальное вещество при определенных условиях может образовать гомогенную (однородную) систему. Например, вода с плавающими кусочками льда может либо замерзнуть, полностью превратившись в лед, или же, наоборот, кусочки льда растают, в результате чего останется только жидкая вода. Наконец, вода может перейти в газообразное состояние и образовать пар. В любом из этих случаев - только лед, только жидкость, только газ - химическое вещество вода образует гомогенную систему.
Два разных вещества в зависимости от их природы и количественных соотношений могут образовать либо гомогенную, либо гетерогенную (неоднородную) системы. Например, если к I г сульфата кальция добавить 100 г воды, то спустя некоторое время самопроизвольно, без всякого перемешивания, образуется раствор сульфата кальция - гомогенная система. Если же 100 г воды добавить к 10 г сульфата кальция, то даже после интенсивного перемешивания образуется гетерогенная система, состоящая из водного раствора сульфата кальция и не растворившегося твердого сульфата кальция. Тип образовавшейся системы в этом случае можно легко определить по внешним признакам: гомогенная система - прозрачная, гетерогенная смесь - непрозрачная. Кроме того, образовавшийся раствор сульфата кальция будет оставаться сколь угодно долго прозрачным, в то время как в гетерогенной системе быстро произойдет расслоение, и не растворившийся сульфат кальция осядет на дно сосуда.
И в гомогенной, и в гетерогенной системе одно вещество оказывается в раздробленном (диспергированном) состоянии. Тип образующейся системы зависит от степени раздробленности. Если вещество диспергируется до молекулярного или ионного уровня, то образуется истинный раствор. (Истинные растворы в некоторых литературных источниках называют молекулярными или ионными дисперсиями; мы этот термин в дальнейшем использовать не будем.) Размер частиц
(ионов, молекул) в истинных растворах низкомолекулярных веществ не превышает 10-9 м. В гетерогенных дисперсных системах молекулы или ионы образуют крупные агрегаты, размеры которых находятся в диапазоне от 10-9 до 10-5 м. Любые частицы крупнее 10-5 м обычно рассматриваются как отдельные физические тела, так как совокупность таких крупных частиц в объеме какого-либо другого вещества не приводит, как правило, к появлению новых свойств, отличных от свойств исходных смешиваемых веществ.