Otopine su homogena masa ili smjesa koja se sastoji od dvije ili više tvari, u kojima jedna tvar djeluje kao otapalo, a druga kao topive čestice.
Postoje dvije teorije tumačenja nastanka otopina: kemijska, čiji je osnivač D. I. Mendelejev, i fizička, koju su predložili njemački i švicarski fizičari Ostwald i Arrhenius. Prema tumačenju Mendeljejeva, komponente otapala i otopljene tvari postaju sudionici kemijske reakcije s stvaranjem nestabilnih spojeva upravo tih komponenti ili čestica.
Fizikalna teorija poriče kemijsku interakciju između molekula otapala i otopljenih tvari, objašnjavajući proces stvaranja otopina kao jednoliku raspodjelu čestica (molekula, iona) otapala između čestica otopljenog tvar zbog fizikalnog fenomena zvanog difuzija.
Klasifikacija rješenja prema različitim kriterijima
Danas ne postoji jedinstveni klasifikacijski sustav za rješenja, međutim, uvjetno, vrste rješenja mogu se grupirati prema najznačajnijim kriterijima, i to:
I) Prema stanju agregacije razlikuju se čvrste, plinovite i tekuće otopine.
II) Doveličine čestica otopljene tvari: koloidne i prave.
III) Prema stupnju koncentracije čestica otopljene tvari u otopini: zasićene, nezasićene, koncentrirane, razrijeđene.
IV) Prema sposobnosti provođenja električne struje: elektroliti i neelektroliti.
V) Prema namjeni i opsegu: kemijska, medicinska, građevinska, posebna rješenja, itd.
Vrste rješenja prema stanju agregacije
Klasifikacija otopina prema agregacijskom stanju otapala data je u najširem smislu značenja ovog pojma. Uobičajeno je da se tekuće tvari smatra otopinama (štoviše, i tekući i čvrsti element mogu djelovati kao otopljena tvar), ali ako uzmemo u obzir činjenicu da je otopina homogeni sustav od dvije ili više tvari, onda je sasvim logično prepoznati i čvrste otopine, i plinovite. Čvrstim otopinama smatraju se mješavine npr. nekoliko metala, u svakodnevnom životu poznatije kao legure. Plinovite vrste otopina su mješavine nekoliko plinova, primjer je zrak oko nas koji je predstavljen kao kombinacija kisika, dušika i ugljičnog dioksida.
Rješenja prema veličini čestica
Vrste otopina prema veličini otopljenih čestica uključuju prave (obične) otopine i koloidne sustave. U pravim otopinama, otopljena tvar se raspada na male molekule ili atome koji su po veličini bliski molekulama otapala. Istodobno, prave vrste otopina zadržavaju izvorna svojstva otapala, samo malotransformirajući ga pod djelovanjem fizikalno-kemijskih svojstava elementa koji mu se dodaje. Na primjer: kada se sol ili šećer otopi u vodi, voda ostaje u istom stanju agregacije i iste konzistencije, gotovo iste boje, mijenja se samo njezin okus.
Koloidne otopine razlikuju se od konvencionalnih po tome što se dodana komponenta ne razgrađuje u potpunosti, zadržavajući složene molekule i spojeve čija je veličina mnogo veća od čestica otapala i prelazi vrijednost od 1 nanometar..
Vrste koncentracije otopine
U istoj količini otapala, možete dodati različitu količinu otopljenog elementa, izlaz će imati otopine s različitim koncentracijama. Navodimo glavne:
- Zasićene otopine karakterizira stupanj topljivosti tvari, pri kojem se otopljena komponenta, pod utjecajem konstantne vrijednosti temperature i tlaka, više ne raspada na atome i molekule, te otopina postiže faznu ravnotežu. Zasićene otopine također se uvjetno mogu podijeliti na koncentrirane, u kojima je maseni udio otopljene komponente usporediv s otapalom, i razrijeđene, gdje je otopljena tvar nekoliko puta manja od otapala.
- Nezasićene su one otopine u kojima se otopljena tvar još uvijek može razgraditi na male čestice.
- Prezasićene otopine se dobivaju promjenom parametara utjecajnih čimbenika (temperatura, tlak), uslijed čega dolazi do procesa "gnječenja" otopljenogtvari, postaje više nego što je bio u normalnim (uobičajenim) uvjetima.
Elektroliti i neelektroliti
Neke tvari u otopinama se razgrađuju na ione sposobne provoditi električnu struju. Takvi homogeni sustavi nazivaju se elektroliti. Ova skupina uključuje kiseline, većinu soli. A otopine koje ne provode električnu struju obično se nazivaju neelektroliti (gotovo svi organski spojevi).
Grupe rješenja prema namjeni
Rješenja su nezaobilazna u svim sektorima nacionalnog gospodarstva, čija je specifičnost stvorila takve vrste posebnih rješenja kao što su medicinska, građevinska, kemijska i druga.
Medicinske otopine su skup lijekova u obliku masti, suspenzija, mješavina, otopina za infuzije i injekcije i drugih oblika doziranja koji se koriste u medicinske svrhe za liječenje i prevenciju raznih bolesti.
Vrste kemijskih otopina uključuju veliki izbor homogenih spojeva koji se koriste u kemijskim reakcijama: kiseline, soli. Ove otopine mogu biti organskog ili anorganskog porijekla, vodene (morska voda) ili bezvodne (na bazi benzena, acetona itd.), tekuće (votka) ili krute (mjed). Našli su svoju primjenu u raznim sektorima nacionalnog gospodarstva: kemijskoj, prehrambenoj, tekstilnoj industriji.
Vrste mortova imaju viskoznu i gustu konzistenciju, zbog čega su prikladniji za naziv smjese.
Zbog svoje sposobnosti brzog stvrdnjavanja, uspješno se koriste kao vezivo za zidanje zidova, stropova, nosivih konstrukcija, kao i za završne radove. To su vodene otopine, najčešće trokomponentne (otapalo, cement raznih oznaka, agregat), gdje se kao punilo koriste pijesak, glina, lomljeni kamen, vapno, gips i drugi građevinski materijali.
