En els sistemes binaris, hom acostuma a denominar solut
el component minoritari, i dissolvent
el majoritari, classificació que pot ésser estesa als sistemes de més components. D’acord amb l’estat físic en què ocorren, hom sol distingir les solucions sòlides, les líquides i les gasoses. Les solucions sòlides
es formen mitjançant la interpenetració de les xarxes cristal·lines dels components, i llur formació exigeix no solament l’existència de forces atractives entre aquests, sinó també estructures cristal·lines idèntiques, cosa que ocorre principalment entre els sòlids que originen cristalls molt simètrics. Els components d’una solució sòlida poden ésser parcialment o totalment miscibles; en aquest darrer cas, des d’un punt de vista termodinàmic i segons les corbes d’equilibri sòlid-líquid ( fase), hom les pot classificar en solucions sòlides contínues
, el punt de fusió de les quals evoluciona proporcionalment a la concentració dels components, que són originades correctament per elements afins o composts semblants, com or-argent, cobalt-níquel, clorur d’argent-clorur sòdic i naftalèβ- naftol, i un cas particular de les quals és el constituït per una gran varietat de parells enantiomèrics d, l
, que es fonen i es congelen a temperatura constant, independentment de la composició (en són exemples la d, l
-oxima de la càmfora i el d, l
- borneol); solucions sòlides amb punt de fusió màxim
, que són més aviat rares i de les quals constitueix un exemple característic la d, l
-carvoxima; i les solucions sòlides amb punt de fusió mínim
que ocorren amb gran freqüència i de les quals són exemples diversos sistemes metàl·lics, en particular els aliatges fusibles, el sistema clorur potàssic-bromur potàssic i el p
-cloroiodobenzè- p-
diclorobenzè. En les solucions sòlides amb components parcialment miscibles, els límits de concentració entre els quals existeix la solució depenen de la temperatura, de manera que poden existir dues solucions sòlides conjugades, semblantment al que ocorre entre líquids parcialment miscibles. Des d’un punt de vista termodinàmic i segons llurs corbes d’equilibri sòlid-líquid, les solucions d’aquest tipus poden presentar un punt eutèctic, com ocorre en els sistemes or-níquel, clorur d’argent-clorur de coure (I) i azobenzè-azoxibenzè, o un punt peritèctic, com ocorre en els sistemes cadmi-mercuri, clorur d’argent-clorur de liti i p
-cloroiodobenzè- p
-diiodobenzè. Un cas especial de les solucions sòlides és aquell en què el solut és un gas, en el qual cas existeix sempre un límit, per sobre del qual el sòlid se satura. L’anàlisi del sistema sòlid-gas d’acord amb la regla de les fases indica l’existència de dos graus de llibertat, pel qual fet, a una temperatura determinada, la quantitat de gas dissolt depèn de la pressió mentre no s’arribi a la saturació. N'és un exemple característic el sistema pal·ladi-hidrogen ( oclusió). Pel que fa als gasos, aquests presenten una miscibilitat total, i no hi ha en les solucions gasoses
cap tipus d’interacció interatòmica o intermolecular important, de manera que, en condicions ideals, obeeixen la llei de Dalton, d’acord amb la qual la pressió total del sistema és igual a la suma de les pressions parcials dels gasos que el constitueixen, és a dir, que cada gas es comporta independentment respecte als altres constituents de la solució. Tanmateix, en els sistemes gasosos reals cal substituir la variable d’estat pressió parcial
per la fugacitat
. Pel que fa a les solucions líquides
, hom les classifica, d’acord amb si compleixen o no la llei de Raoult, en ideals
i no ideals o reals
. Existeixen, però, molt poques solucions ideals per a cadascun dels seus components en l’interval complet de concentracions, entre les quals hom pot esmentar 1,2-dibromoetà i 1,2-dibromopropà a 85°C i 1-clorobutà i 1-bromobutà a 50°C. En qualsevol cas, els components d’aquests sistemes són d’una gran similitud física i química, que es tradueix en una gran semblança entre les seves forces intermoleculars, pel qual fet no hi ha gaire diferència entre l’entorn molecular en el líquid pur i en la solució. La gran majoria de solucions líquides presenten, doncs, desviacions a la llei de Raoult, les quals poden ésser tant positives com negatives. D’altra banda, les solucions líquides solen ésser classificades en diluïdes
i concentrades
, segons que un component estigui o no en gran excés respecte a l’altre. Les solucions diluïdes són les més ben estudiades, puix que llur comportament tendeix cap a l’ideal; així, en un gran nombre de solucions diluïdes binàries, mentre que per a un component, el minoritari, s’acompleix la llei de Henry, per a l’altre s’acompleix la llei de Raoult. També, i des del punt de vista de les concentracions relatives dels components, les solucions líquides poden ésser classificades en saturades
( solució saturada) i no saturades
. Algunes propietats de les solucions dites col·ligatives depenen exclusivament de la concentració. Entre aquestes cal esmentar el descens de la pressió de vapor a una temperatura determinada, l’augment del punt d’ebullició ( ebullioscòpia), el descens del punt de congelació ( crioscòpia) i la pressió osmòtica ( osmometria); l’estudi d’aquestes propietats ha originat diversos mètodes per a la determinació del pes molecular del solut. Des del punt de vista de la natura química del solut, hom pot considerar les solucions moleculars
, en les quals les molècules de solut existeixen com a tals i provoquen la variació prevista en les propietats col·ligatives, i les solucions iòniques
, en les quals el solut ( electròlit) es troba totalment o parcialment dissociat en entitas iòniques, amb la qual cosa s’originen variacions excessives en les propietats col·ligatives. L’estudi de les solucions iòniques és un dels objectes de l' electroquímica
. En aquests tipus de solucions el concepte de concentració ha d’ésser substituït pels d’activitat i coeficient d’activitat, mentre que existeix com a mesura de la concentració la força iònica. L’estudi de les solucions iòniques és fet per la teoria de Debye i Hückel.
solució
f
Química