ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вода в связанном состоянии из "Курс химии. Ч.2" Конечно, всякое подобное деление является в известной степени условным, так как существуют различные переходные формы состояния воды. [c.15] Са (ОН)г, а при большей влажности процесс будет идти в обратном направлении. [c.15] Реакция (а) при течении в прямом направлении сопровождается поглощением теплоты. В соответствии с принципом Ле Шателье (ч. I, гл, IV, 13), повышение температуры вызывает в ней смещение равновесия вправо, т. е. давление диссоциации при этом возрастает. [c.15] На рис, 11 показана зависимость давления диссоциации от температуры для реакции (а). Эта кривая аналогична кривой давления насыщенного пара воды (см. рис. 9), но сильно смещена в сторону более высоких температур, отвечает необходимости затраты значительно большего количества энергии на выделение водяного пара из Са(0Н)2, чем из свободной воды. [c.15] Для таких реакций важную роль играет температура, при которой давление диссоциации достигает величины внешнего давления. Для простоты ограничимся в дальнейшем случаем, когда внешнее давление равно 1 атм и процесс осуш,ествляется на открытом воздухе. Температура, при которой давление диссоциации равно 1 атм, называется температурой разложения и играет роль, в известной степени аналогичную температуре кипения воды. При этой и более высоких температурах процесс диссоциации протекает более интенсивно. Для реакции (1.1) эта температура равна 51ГС. Впрочем, она несколько зависит от структуры материала. [c.16] Для расчета давления диссоциации при разных температурах зависимость обычно приводят к уравнениям линейного вида, рассматривая зависимость gPnu от обратной температуры (Vr), подобно тому как это было описано для давления насыщенного пара воды. В графиках, аналогичных рис. 10, для не слишком большого интервала температур эта зависимость представляется практически прямой линией и выражается уравнениями, аналогичными уравнению (1.1). [c.16] Химически связанная вода содержится и в соединениях других классов, в частности, в кислородных кислотах, основных и кислых солях, некоторых гидросиликатах, во многих горных породах (глины, бокситы и др.) и в целом ряде органических соединений. [c.16] В кристаллогидратах молекулы воды могут быть связаны как с катионами, так и с анионами они могут также входить в решетку кристалла, располагаясь между ионами или между их слоями, взаимодействуя одновременно с двумя или тремя ионами. Из различных форм связи молекул воды в кристаллогидратах ограничимся лишь формами, распространенными в соединениях, представляющих интерес для нашего курса. [c.16] Атомы кислорода, содержащиеся в молекулах воды, с катионами ионных кристаллов или с нейтральными атомами могут образовывать донорно-акцепторную связь, играя при этом роль доноров электронов за счет своих неподеленных электронных пар. [c.17] Кристаллы двухводного гипса Са504 2Н2О обладают слоистой структурой. В плоскости каждого слоя расположены сравнительно небольшие ионы Са и крупные ионы 50 , чередуясь примерно в шахматном порядке. Молекулы воды находятся между слоями через два слоя указанных ионов. Каждая из этих молекул связывается с ионом Са своим кислородным атомом, а через водородные атомы (с помощью водородной связи) — с атомами кислорода, содержащимися в ионах 50Г, принадлежащих противоположному слою. С каждым ионом Са + связаны по две молекулы воды. [c.17] Равновесие в реакциях термической диссоциации кристаллогидратов, как и в реакции (а), характеризуется давлением диссоциации Рн,о, которое для данной температуры является величиной постоянной и не зависит от количеств безводной и гидратированной соли. [c.18] Каждая из этих реакций обладает своей константой равновесия. Так, при 50°С равновесное давление водяных паров Ян,о для первой стадии равно 47, для второй — 30 и для третьей — 4,4 мм рт.ст. Давление насыщеиного пара воды при этой температуре составляет 92,51 мм рт.ст. [c.18] Образование кристаллогидратов и процесс гидратации. Образование крис таллогидратов путем непосредственной гидратации безводных (или менее гидра тированных) солей играет большую роль в процессах твердения вяжущих строи тельных материалов (гипса, портландцемента и др.). Так как у всех кристалле гидратов с повышением температуры более устойчивыми становятся менее гидра тированные или безводные формы, то именно эти формы образуются при получении вяжущего материала в условиях высокой температуры обжига. При обычных же температурах такой продукт, присоединяя воду, переходит в более гидратированную форму. Гидратация может происходить в общем случае при взаимодействии с жидкой водой или с водным раствором какого-нибудь вещества или с водяным паром. При этом раствор не должен быть слишком концентрированным, чтобы давление насыщенного водяного пара над ним было выше давления диссоциации получаемого кристаллогидрата, а для гидратации паром давление его тоже должно быть выше давления диссоциации. [c.19] Ограничимся только простейшим случаем — гидратацией жидкой водой. Возможны два пути такой гидратации 1) через растворение исходных кристаллов и выделение из раствора нового кристаллогидрата или 2) непосредственно гидратация в твердой фазе. В обоих случаях процесс начинается с гидратации поверхностных ионов исходного кристалла. Первый путь основан на том, что безводная (или менее гидратированная) форма, будучи менее устойчивой, обладает соответственно более высокой растворимостью, чем получаемый кристаллогидрат. Раствор, насыщенный по отношению к менее устойчивой форме, будет пересыщенным по отношению к получаемому кристаллогидрату. Гидратация может происходить путем непрерывного растворения менее устойчивой формы в небольшом количестве воды и выделения получаемого кристаллогидрата ИЗ пересыщенного для него раствора. [c.19] Когда переход из состояния А в состояние В может осуществляться двумя или тремя различными путями, преимущественное прохождение процесса по одному из путей зависит в первую очередь от соотношения скоростей перехода по этим путям. Процесс преимущественно протекает по пути, отвечающему большей скорости. При сильном различии их в этом отношении он может проходить практически полностью по одному пути. [c.20] Соотношения между скоростями указанных путей гидратации могут сильно различаться для разных веществ, а для какого-нибудь данного вещества они различаются в зависимости от условий взаимодействия — от степени дисперсности вещества, от температуры, от состава жидкой фазы и др. Так, скорость процесса гидратации через растворение в сильной степени зависит от растворимости. Для веществ, очень мало растворимых, соответственно мала и скорость указанного процесса. Наоборот, вещества, хорошо растворимые, большей частью гидратируются таким путем со значительной скоростью. [c.20] Структура продуктов гидратации. Наиболее правильно образованные кристаллы получаются лишь в тех случаях, когда рост их происходит достаточно медленно. Это достигается, если кристаллизация происходит в условиях, не слишком отдаленных от равновесных. При удалении от них, т. е. при выделении из более пересыщенных растворов или из более переохлажденных расплавов, становится возможным образование кристаллов с различными нарушениями правильности внутренней структуры или внешней огранки. [c.20] В этих условиях повышается и вероятность возникновения большего числа зародышей новых кристаллов. [c.20] Вернуться к основной статье