Водні розчини складаються з води (розчинника) і розчиненої речовини. Стан речовин у водному розчині при необхідності позначається нижнім індексом (р), наприклад, KNO3 в розчині - KNO3 (p).
В особливих умовах, наприклад при обережному (без перемішування) охолодженні гарячого ненасиченого розчину твердої речовини, може утворитися пересичений розчин. При введенні кристала речовини такий розчин розділяється на насичений розчин і осад речовини.
Відповідно до хімічної теорією розчинів Д. І. Менделєєва розчинення речовини у воді супроводжується, у # 8209; перше, руйнуванням хімічних зв'язків між молекулами (міжмолекулярні зв'язки в ковалентних речовинах) або між іонами (в іонних речовинах), і, таким чином, частинки речовини змішуються з водою (в якій також руйнується частина водневих зв'язків між молекулами). Розрив хімічних зв'язків відбувається за рахунок теплової енергії руху молекул води, при цьому відбувається витрата енергії у формі теплоти.
У # 8209; друге, потрапивши в воду, частки (молекули або іони) речовини піддаються гідратації. В результаті утворюються гідрати - з'єднання невизначеного складу між частинками речовини і молекулами води (внутрішній склад самих частинок речовини при розчиненні не змінюється). Такий процес супроводжується виділенням енергії у формі теплоти за рахунок утворення нових хімічних зв'язків в гідрати.
В цілому розчин або охолоджується (якщо витрата теплоти перевершує її виділення), або нагрівається (в іншому випадку); іноді - за однакової кількості витрати теплоти і її виділення - температура розчину залишається незмінною.
Багато гідрати виявляються настільки стійкими, що не руйнуються і при повному випаровуванні розчину. Так, відомі тверді кристалогідрати солей CuSO4 5Н2 O, Na2 CO3 • 10Н2 O, KAl (SO4) 2 • 12Н2 O і ін.
15,7 г солі - ненасичений;
19.2 г солі - насичений;
2O.3 г солі - пересичений.
Розчинність твердих речовин (табл. 14) зазвичай збільшується зі зростанням температури (КBr, NaCl), і лише для деяких речовин (CaSO4. Li2 CO3) спостерігається зворотне.
Розчинність газів при підвищенні температури падає, а при підвищенні тиску зростає; наприклад, при тиску 1 атм розчинність аміаку становить 52,6 (20 ° C) і 15,4 г / 100 г Н2 O (80 ° C), а при 20 ° C і 9 атм вона дорівнює 93,5 г / 100 г Н2 O.
У відповідності зі значеннями розчинності розрізняють речовини:
- добре розчинні, маса яких в насиченому розчині порівнянна з масою води (наприклад, КBr - при 20 ° C розчинність 65,2 г / 100 г Н2 O; 4,6м розчин), вони утворюють насичені розчини з молярною більш ніж 0,1 ;
- малорозчинні, маса яких в насиченому розчині значно менше маси води (наприклад, CaSO4 - при 20 ° C розчинність 0,206 г / 100 г Н2 O; 0,015М розчин), вони утворюють насичені розчини з молярною 0,1-0,001М;
- практично нерозчинні, маса яких в насиченому розчині дуже мала в порівнянні з масою розчинника (наприклад, AgCl - при 20 ° C розчинність 0,00019 г на 100 г Н2 O; 0,0000134М розчин), вони утворюють насичені розчини з молярною менш ніж 0,001.
За довідковими даними складена таблиця розчинності поширених кислот, підстав і солей (табл. 15), в якій зазначено тип розчинності, відзначені речовини, невідомі науці (не одержані) або повністю розкладаються водою.
Умовні позначення, що використовуються в таблиці:
«Р» - добре розчинна речовина
«М» - малорастворимое речовина
«Н» - практично нерозчинний речовина
«-» - речовина не отримано (не існує)
»- речовина змішується з водою необмежено
Примітка. Дана таблиця відповідає приготування насиченого розчину при кімнатній температурі шляхом внесення речовини (у відповідному агрегатному стані) в воду. Слід врахувати, що отримання опадів малорозчинних речовин за допомогою реакцій іонного обміну можливо не завжди (докладніше див. 13.4).