Растворами называются однородные тела, в которых одно вещество рассеяно в виде мельчайших частиц в другом.
Обычно представление о растворах ограничивают жидким состоянием тела, вообще же, расширяя это понятие, к растворам можно отнести и твердые тела, например сплавы, которые могут рассматриваться как равномерное распределение одного металла в другом.
Вещество, находящееся в растворе в преобладающем количестве, называется растворителем, в меньшем количестве - растворенным веществом. В зависимости от рода растворителя существуют различные жидкие растворы: водные, спиртовые, аммиачные, эфирные и пр.
Свойство воды при соприкосновении со многими веществами в той или иной мере растворять их, несомненно, является одной из важнейших особенностей ее. Водные растворы, из-за исключительной распространенности воды в природе и ее роли для органического мира, представляют собой одну из важнейших разновидностей растворов. Именно в водных растворах протекает болыпая часть реакций между различными растворенными твердыми веществами. Поэтому водным растворам уделяется особое место в химии и им посвящаются большие ее разделы. Здесь мы коснемся кратко лишь наиболее ясных понятий этого важного раздела химии и притом только в отношении водных растворов твердых и газообразных веществ, как наиболее распространенных форм растворов, изучаемых гидрохимией.
В зависимости от величины частиц растворенного вещества различают истинные и коллоидные растворы.
К истинным растворам относятся растворы, в которых растворенное вещество находится в крайней степени рассеяния - в виде молекул и ионов. Поэтому такие растворы еще часто называются молекулярно-ионными. Размеры растворенных частиц - молекул и ионов - в истинных растворах не превышают 10-7 мм.
Растворы с более крупными частицами, размером свыше 10-7 мм, называются колло-идными. Частицы растворенного вещества в коллоидных растворах уже не состоят из отдельных молекул, а включают целые группы молекул и ионов. Поэтому размер коллоидных частиц значительно больше молекул и ионов - в пределах от 10-7 до 10-6 мм. При такой еще весьма высокой степени раздробленности растворенного вещества частицы коллоидов имеют очень большую общую поверхность, вследствие чего между ними и молекулами воды существует тесное взаимодействие. В результате этого частицы коллоидов тесно связаны с растворителем, и коллоидный раствор является устойчивым.
Устойчивости коллоидов способствует также наличие у коллоидных частиц зарядов, возникающих из-за присутствия ионов, притягиваемых (адсорбируемых) частицами из раствора. Коллоидные частицы столь малы, что их можно видеть только с помощью ультра-микроскопа. Коллоидный раствор может иметь окраску или быть слабо мутным (опалесцировать).
В природных водах коллоидные растворы встречаются очень часто, но в малых количествах. К ним, например, относятся различные органические соединения как живых организмов, так и продуктов их распада. Коллоиды органического вещества содержат в своем составе различные элементы (фосфор, азот, углерод, серу и др.) и являются одним из источников их поступления в воду. В коллоидном состоянии в природных водах часто находятся и чисто неорганические соединения, как например соединения железа и кремния.
При размерах более 10-5 мм частицы растворенного вещества становятся настолько велики, что заметны в растворе уже невооруженным глазом, придавая ему мутный вид. Это обстоятельство нарушает характерную особенность раствора - его однородность, поэтому подобные смеси относятся уже не к растворам, а к механическим смесям очень мелкого рассеяния - суспензиям. Примером суспензий в природных водах может служить глинистая суспензия, часто встречающаяся в природных водах в значительных количествах, особенно в реках с ледниковым питанием. Устойчивость таких суспензий бывает самая различная и зависит от размера частиц: чем крупнее частицы, тем менее устойчива смесь. Очень тонкая суспензия весьма устойчива и может не оседать много дней. Более грубые суспензии, размером свыше 10-5 мм, называются взвесями; они изучаются в гидрологии в разделе, называемом сток наносов, или твердый сток.