Кластеры воды

В смесях ацетонитрил — ацетон сольватируется практически только ацетонитрилом, что в принципе может представлять интерес для очистки меди в гидрометаллургии [252]. В смешанных кластерах вода — аминный ион, изучавшихся в газовой фазе, даже протоны преимущественно сольватируются аминами ( 253]. [c.67]

Описанные данные по влиянию состояния поверхности на адсорбцию паров воды и, следовательно, энергию смачивания представляют большой интерес для понимания природы гидрофобных свойств углеродных материалов в водных растворах. В приведенной выше модели остаются, однако, неясными физические основания, по которым распространение кластеров воды по поверхности предпочтительнее их трехмерного разрастания. [c.55]

В том случае, если адсорбция определяется дисперсионными взаимодействиями, ее характер не зависит от состояния поверхности углеродного материала, и в частности от количества кислородсодержащих поверхностных групп. В противоположность этому адсорбция воды непосредственно связана с присутствием хемосорбированного кислорода (см. рис. 17) или поверхностных оксидов, которые играют роль зародышей при образовании кластеров воды [99]. Аналогичные эффекты увеличения адсорбции при окислении поверхности наблюдаются и в случае адсорбции низкомолекулярных алифатических спиртов. Так, окисленная сажа селективно поглощает метанол из смеси с бензолом [146]. [c.62]

Наиболее благоприятное внедрение ионов в структуру воды — это занятие центров тетраэдров в кластерах воды. В этом положении ионы имеют в качестве непосредственных соседей четыре молекулы воды с их атомами кислорода в вершинах тетраэдров [79, 23]. Если размер иона позволяет ему внедриться в тетраэдр, образованный молекулами воды, он не искажает в геометрическом смысле льдоподобную структуру воды. Однако вследствие ион-дипольного взаимо- [c.82]

Растворимость должна также быть связана с размерами органических молекул. Если для молекул органического вещества доступны все виды пустот, образующихся в сетчатой кластерной структуре, то растворимость этого вещества оказывается больше, чем растворимость вещества, молекулы которого могут размещаться лишь в крупных полостях, образующихся за счет двух и более кластеров воды. Сопоставление размеров молекул с размерами додекаэдрических и гексаэдрических пустот в водном растворе приводит к заключению, что вещества, размеры молекул которых менее 0,52 нм, значительно лучше растворимы в воде, чем вещества с молекулами длиннее 0,6 нм. Вещества же, размеры молекул которых существенно больше этого предела, очень мало растворимы или практически нерастворимы в воде. Разумеется, что эта закономерность проявляется четко только в ряду веществ с одинаковыми гидрофильными функциональными группами, но различающихся размерами гидрофобной части молекулы, прежде всего длиной углеводородного радикала. [c.11]

Однако встречаются такие исключительные ситуации, когда плавлению и замерзанию подвергаются агрегаты, содержащие значительно меньшее число молекул. Плавление и замерзание воды могут наблюдаться и в достаточно малых системах, однако вследствие ограниченных размеров агрегатов понятие фазового перехода для таких систем необходимо модифицировать. Можно ожидать, что сказанное выше будет справедливо для тонкодисперсных аэрозолей, некоторых эмульсий воды в масле и очень малых кластеров воды, которые формируются в твердых полимерных телах [1, 2]. Модификация представлений о фазовом переходе необходима не только из-за уменьшения общего числа степеней свободы молекул (что определяет существо процесса), но и вследствие того, что существенная часть вещества находится в поверхностной или межфазной зоне кластера. Новая интерпретация фазовых переходов может быть полезна при рассмотрении как равновесного (прямой и обратный переходы), так и кинетического (переохлаждение) поведения системы. [c.18]

Вполне уместно закончить данную теоретическую статью утверждением о важной роли исследований с использованием вычислительной техники (численного моделирования), которая должна дать много в этой области. Чистая вода уже давно является объектом интенсивных исследований с помощью численных методов. Сравнительно недавно появился метод молекулярной динамики, используемый для моделирования алканов и полимеров [14, 15]. По-видимому, применение этих методов становится естественным и неизбежным этапом для описания молекулярной подвижности и структуры кластеров воды, внедренных в парафиновую или полимерную матрицу. [c.29]

Вода, поглощенная полимерами, оказывает существенное влияние на их механические, электрические и другие физические свойства. Для белков она, безусловно, является важнейшим растворителем. Вода взаимодействует с белками так сильно, что ее обычно считают связанной. Однако для лучшего понимания молекулярных свойств эти концепции следует критически проверить. Требуется осветить такие вопросы, как типы упорядоченности в кластерах воды и области их существования. [c.137]

Кластер воды, соединяющий М-конец 0-спирали с 0-концом Н-спирали [c.224]

Рис. 27.1. Кластеры воды в полиэтилене.

Наиболее крупномасштабные квантовохимические расчеты гиперповерхностей потенциальной энергии проведены в работах Клементи с сотрудниками, посвященных кластерам воды [143—148] и сольватации биомолекул [143, [c.57]

Таблица 2.9. Средний размер кластеров воды как функция температуры [ 34]

ЛИТИЯ В воде небольшой катион лития ориентирует окру-жающ,ие диполи воды таким образом, что их отрицательные (кислородные) концы поворачиваются к иону. Слой ориентированных молекул воды в непосредственной близости от катиона называется первичной гидратной оболочкой (рис. 12). Молекулы этого слоя влияют на ближайшие молекулы воды. В результате вокруг катиона образуются кластеры, аналогичные мгновенным кристаллоподобным кластерам в чистой воде. Имеется, однако, существенная разница между кластерами в чистой воде и около иона молекулы первичной гидратной оболочки значительно дольше не меняют своего положения, чем молекулы кластеров, на которые не влияет поп (заряд иона). Таким образом, кластеры вокруг катиона лития более устойчивы, чем обычные кластеры воды. Поскольку ион лития упрочняет структуру воды, его называют структурообразующим ионом. Замена в водном растворе иона лития на ион другого щелочного металла большего радиуса, например ион цезия, оказывает другой эффект. Поскольку радиус электронной оболочки иона цезия [c.33]

Давление. С увеличением давления резко снижается прочность полимеров в физически активных средах вследствие увеличения скорости диффузии жидкой фазы через пористую структуру микро-трещин и диссоциации кластеров воды на отдельные молекулы, действующие более эффективно на рост микротрещин [20]. [c.235]

Изучение поведения модельного объекта, т.е. изолированной пленки того же адгезива, под действием воды в течение 10000 ч показало появление кластеров воды в объеме клея [333]. Аналогичный вывод следует из расчетов коэффициентов диффузии воды, меченной тритием, через клеевое соединение алюминия с эпоксидной композицией [334]. Его справедливость получила независимое подтверждение в опытах по определению закономерностей распределения влаги в композиционных материалах на основе углеродных волокон, изготовленных с помощью эпоксидного связующего в атмосфере дейтерированной воды при относительной влажности 70%, когда профили распределения воды и коэффициенты ее диффузии были найдены методом анализа ядерных реакций В ( Не, р) Не [335]. [c.77]

Адсорбция воды и динамика кластеров воды и полимерной сетки. Для [c.143]

Кластеры воды заслуживают отдельного рассмотрения в ряду слабосвязанных кластеров молекул из-за их распространенности и важности в их природе. Кластеры воды образуют жидкую воду и лед. Кластеры воды участвуют в формировании облаков, дождей и во многих других процессах, в частности кислотных дождях и аномальном светорассеянии на облаках. Кластеры воды образуются также при гидратации газовых или молекулярных кластеров, при гидратации макромолекул и белков. [c.322]

В случае кластеров воды расчеты их структуры и данные эксперимента находятся в хорошем согласии [19]. [c.323]

Рис. 9.15. Расстояния между атомами кислорода для кластеров воды различного размера. Сплощные линии — экспериментальные данные, пунктирные — расчетные данные по Хартри—Фоку (верхняя кривая) и по теории плотности функции (нижние кривые). Стрелками показаны расстояния 2,84 А для воды и 2,759 А для льда.

Кластеры воды и малых молекул имеют большое практическое значение для формирования атмосферы и окружающей среды и здесь ярко проявляется зависимость формы кластера от числа молекул, образующих кластеры. [c.587]

Жирными линиями показаны стороны а и Ь элементарной ячейки. Ионы К занимают центры всех канкринитовых ячеек, в которых 6-членные кольца образованы тетраэдрами с Т-атомами, обозначенными номером 1 (выше центра). Каждый К связан с шестью 0(2), расположенными вокруг него на расстояниях 2,96 А в вершинах трехгранной призмы (сплошные стрелки), и более слабо с шестью 0(3), расположенными на расстояниях ,3 А в вершинах другой такой же призмы прерывистые стрелки). Большинство гмелинитовых ячеек занято ионами Mg, окруженными пятью молекулами воды две Н20(7) выше и ниже Mg на расстоянии 2,0 А и ЗНаО в той же плоскости, что и Mg, на расстоянии 2,1 А. Эти последние три молекулы могут занимать положения Н20(8) (верхняя левая часть рисунка) или одно из двух возможных положений Hs0(9) (внизу слева). В некоторых гмелинитовых ячейках находится только вода одна из возможных комбинаций из молекул воды показана правее центра рисунка. Большие каналы заняты комплексами из молекул воды типа 10—13, образующими гидратные оболочки вокруг ионов Са(1) (наверху справа) или просто кластеры воды (слева от центра и внизу справа). Часть ионов Са(2) занимает гексагональные призмы, и на рисунке они не показаны. [c.63]

Танциров Г. Д., Николаев E. И. О двух механизмах образования кластеров воды при ионной бомбардировке пленки льда.— Докл. АН СССР , 1972, т. 206, N 1, с. 151-154. [c.124]

Определение содержания неассоциированной и кластерной воды. Прессованные в форме образцы полисульфона насыщали водой при 100 °С и ниже. Для насыщения влагой образцов при более высоких температурах использовали автоклав. Так же, как и для поликарбонатов, равновесная сорбция воды зависела от температуры формования [3]. Количество неассоциированной воды в равновесно насыщенных образцах увеличивалось от 0,8 /о при 23 С до 1,2% при 132°С. В образцах, находящихся при температуре ниже Тст (190°С), кластеры воды не обнаружены. После обработки полимера паром при 208 °С в течение 1 мин и последующего охлаждения до 23 °С кластерообразование наблюдалось, но только 0,04% воды участвовало в ассоциации. При пятиминутной выдержке образцов [c.431]

Образцы полиэтилена насыщали водой в таких условиях, чтобы ее концентрация в кластерной форме равнялась 0,4%. Так же, как для поликарбоната и полисульфона, для ПЭ при —100°С и частоте 1 кГц был обнаружен максимум диэлектрических потерь. Специально приготавливаемый образец полиэтилена отливали в форме, центральная часть которой была заполнена пленкой ПТФЭ. Затем эту пленку удаляли и полученный тонкий зазор заполняли водой. Диэлектрические характеристики такой системы при соответствующей геометрической поправке были эквивалентны диэлектрическим характеристикам полиэтиленового образца, содержащего сферические кластеры воды. На рис. 27.7 показана зависимость логарифма частоты, при которой наблюдается максимум диэлектрических потерь при кластерообразовании, от обратной температуры для полиэтилена, поликарбоната, поливинилацетата и полисульфона. Для полисульфона там же представлены и литературные данные [4]. Из рисунка видно, что все результаты можно интерпретировать с позиций простого кинетического механизма с энергией активации 7 ккал/моль. [c.436]

Для глубоководного океанического минералообразования характерна ассоциация цеолитов с другими ионообменными минералами (глинами, гидрослюдами, палыгорскитом, марганцевыми минералами группы псиломелана) и гидратированным вулканическим стеклом. Такой устойчивый парагенезис ионообменных минералов может быть связан с резким преобладанием водной фазы и ограниченным числом твердых затравок для кристаллизации цеолитов, связанным с весьма медленными скоростями осадконакопления. В этих условиях роль затравок вероятно, могут играть кластеры воды. Равновесие катионного состава филлипсита с морской водой не исключает возможности образования этого цеолита из более концентри-рюванных и щелочных растворов, возникающих на границе раздела вода — порода. При этом кремний и алюминий на дне океанов могут быть продуктами палагонитизации вулканического материала [c.113]

Это может быть связано как с малым размером (несколько нанометров), так и с сильным взаимодействием молекул жидкости с твердой матрицей. В связи с этим наблюдение малоподвижной воды в наносистеме со слабым взаимодействием вода — поверхность твердого тела представляет особый интерес. Значительная часть пор пороласа имеет размеры меньше, чем в пористом стекле [18]. Именно очень малым кластерам воды, находящимся в самых малых порах (в количестве 0,7 г/г сорбента) и приписывается упругая доля РРМИ — /л(Н20) > 0. Можно предположить, что этот результат объясняется малыми размерами кластера воды, для которого уменьшается число вакансий или флуктуаций плотности, что приводит к снижению скорости самодиффузии молекул воды в пределах кластера, который как целое также малоподвижен из-за ограничения поверхности поры сорбента. [c.145]

Зародыши кристаллизации гидрата легче образуются на свободной поверхности контакта газ — вода. Поверхность контакта газа и воды в предкристаллизационный период представляет собой структурную поверхность, состоящую из нагромождения разрозненных кипящих кластеров. Между отдельными кластерами воды расположены сорбироваьжые молекулы растворенного газа. Максимальное число молекул газа содержится непосредственно у поверхности контакта газа и воды. [c.53]

При отсутствии жидкой воды, но при наличии насыщенных паров воды механизм образования гидрата имеет несколько иной характер. Пары воды в предконденсационный период формируются в кластеры, состоящие из цепочек и ячеек льдоподобной структуры. При соответствующих термодинамических условиях кластеры воды связываются с молекулами газа и между собой, образуя основу зародышей кристаллизации, вокруг которых происходят формирование зародышей кристаллизации и рост кристаллогидрата. [c.56]

Кажется, что простейшим объяснением наблюдаемого хода зависимости величин Е т. от концентрации Ви нзг является гипотеза о своеобразной относительной дестабилизации молекул растворенного вещества (красителя), основного состояния пе-рехвда (I), добавками Ви нВг путем иммобилизации и дезактивации молекул воды как электро( илько сольватирующих агентов по механизму проникновения Ви кВг в трехмерные кластеры воды и укрепления структуры последаей под воздействием гидрофобных взаимодействий между молекулами воды и объемистым липофильным тетраалкиламмоний катионам. Определенная роль при воздействии на структуру и сольв тиру ую способность вода, видимо, принадлежит и бромид-акиону. [c.119]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология