Понятие о гидратации ионов

Современная теория сильных электролитов пользуется понятием активность иона для объяснения многообразия всех факторов, влияющих на свойства растворов сильных электролитов, таких, как гидратация ионов и сила их электростатического взаимодействия, электропроводность, осмотическое давление, понижение давления пара и температуры кристаллизации, повышение температуры кипения и некоторые другие. [c.105]

Чтобы отразить многообразие всех факторов, влияющих на свойства растворов сильных электролитов, — электрическую проводимость, силы взаимного притяжения разноименно заряженных ионов, влияние гидратации ионов и другие факторы, — используется понятие активности иона. Активность иона а пропорциональна молярной концентрации иона С, моль/л [c.22]

Понятие сольватации (гидратации) ионов [c.137]

ПОНЯТИЕ О ГИДРАТАЦИИ ИОНОВ [c.99]

Под соединениями, составляющими, в частности, водный раствор, Д. И. Менделеев подразумевал гидратные соединения или просто гидраты. Позже И. А. Каблуковым введено в химию понятие о гидратации ионов и молекул в водных растворах и о сольватации для любых растворителей. [c.182]

Нельзя не отметить роль, которую сыграли идеи В. А. Каргина в выяснении вопроса о природе высокой устойчивости гидрофильных (лиофильных) коллоидных систем. В 30-е годы стабильность гидрофильных коллоидов объясняли значительной гидратацией (сольватацией) частиц дисперсной фазы [6]. Однако впоследствии выяснилось, что у типичных гидрофильных коллоидов гидратация невелика, на что обратил внимание в своих работах В. А. Каргин. Одновременно оказалось, что само понятие гидратация недостаточно определенно, например для ионов измеренные значения гидратации (числа молекул воды, связанных с одним ионом) могут колебаться в пределах двух десятичных порядков. Тогда возникло [c.87]

О. Я. Самойловым введены также понятия положительной и отрицательной гидратации [6]. В первом случае ослабляется трансляционное движение молекул воды вблизи иона, они становятся менее подвижными, чем в чистой воде. При отрицательной гидратации, наоборот, возрастает подвижность молекул воды вблизи иона. Это происходит в присутствии ионов большого размера с малыми зарядами (К+, С5+, Вг и др.). Различный характер гидратации ионов четко отмечается методами ядерного магнитного резонанса, инфракрасной спектроскопии и др. [c.13]

Учитывая многостороннюю и сложную природу взаимодействия ионов с молекулами растворителя, понятие числа гидратации следует считать сомнительным. Существует мнение, что введение этого понятия приводит к путанице и не способствует развитию модели, правильно отражающей реальные условия. Действительно, числа гидратации иона, рассчитанные разными методами, сильно различаются между собой, иногда на несколько сотен процентов (см., например, табл. 5.2). Несмотря на это, все же следует учитывать различие между комплексом, движущимся в растворе как кинетическая единица, и вызванным этим комплексом влиянием на объем жидкости, даже если состав, размер или структура этой кинетической единицы очень сильно зависят от [c.519]

Распределение молекул растворителя вокруг ионов было детально исследовано Аззамом [5а], В соответствии с теоретическими выводами этого исследования понятие первичной гидратации ионов может распространяться только на мономолекулярный слой воды. Первичная гидратация, -по мнению Аззама, возможна только для катионов с радиусом менее 1,7 А и для анионов с радиусом менее 2,1 А. При изучении ориентации молекул воды вокруг ионов было найдено, что ориентация молекул воды вокруг катионов подобна описанной Берналом и Фаулером, тогда как ориентация молекул воды вокруг анионов иная (рис. 5.10). [c.524]

Условия несколько упрощаются, если рассматривать изменения энтальпии при образовании бесконечно разбавленных водных растворов. В этом случае энергия АНг, требуемая для разложения кристалла, — это энергия кристаллической решетки, тогда как энергия гидратации АН соответствует только взаимодействию катионов и анионов с растворителем. Конечно, это взаимодействие все еще остается сложным процессом, так как он, кроме образования связи молекул воды с ионами, включает также еще и энергетические эффекты, обусловленные изменениями, вызванными ионами в структуре воды это, однако, можно включить в понятие гидратации. Таким образом, интегральная мольная теплота растворения при образовании бесконечно разбавленного раствора равна [c.565]

Чтобы учесть влияние электростатического взаимодействия ионов на химические и физические свойства растворов сильных электролитов, вместо истинной концентрации ионов с введено понятие активности а. Активность выражает концентрацию ионов в растворе данного электролита с учетом влияния взаимодействия ионов, влияния гидратации ионов и другие эффекты. Между активностью и действительной концентрацией ионов имеется зависимость [c.27]

Понятие о гидратации ионов [c.70]

Мы полагаем, что в связи со сказанным удобнее рассматривать для многих систем ионный обмен как процесс, протекающий с участием лишь способных к обмену ионов в растворе и резинатов, включая переносимую воду в состав компонентов. Еслп степень сольватации каждого иона при переходе в другую фазу не зависит от ионного состава ионита, то подобное представление является полностью обоснованным. Даже для переменной степени гидратации ионов, участвующих в ионном обмене, введение понятия резинатов позволяет рассматривать в качестве компонентов только гидратированные ионы [c.80]

Развитые О. Я. Самойловым [41] представления о структуре водных растворов электролитов и гидратации ионов убедительно свидетельствуют о том, что гидратные числа, найденные Робинсоном и Стоксом, в частности, в предположении об отсутствии гидратации анионов (анионы не гидратированы и не влияют на структуру воды), являются чисто абстрактным понятием, не отражающим и даже иногда искажающим существо явлений, происходящих в водных растворах электролитов. Найденная О. Я. Самойловым характеристика гидратации с помощью величин поверхностной плотности расположения молекул воды в первой координационной сфере ионов — наиболее приемлемый в настоящее время способ количественного описания этого явления. [c.54]

В работе [117] ив последующих публикациях 118—121] Соловкин предложил метод расчета химических коэффициентов активности ионов одного вида, в котором используется понятие поверхностной плотности расположения молекул воды в первом координационном слое иона (р ) , введенное Самойловым [122] в его теории гидратации ионов. Величина р определяется по Самойлову уравнением [c.89]

Так, К. П. Мищенко на обширном экспериментальном материале показал для разных групп электролитов, как меняются свойства воды по мере повышения концентрации электролита в растворе при разных температурах. Он показал, что, в отличие от других растворителей, в которых повышение температуры всегда ослабляет сольватацию ионов, в воде уменьшение связей между молекулами, происходящее с повышением температуры (см. 73), в какой-то степени облегчает гидратацию ионов, поэтому повышение температуры может меньше ослаблять гидратацию ионов или даже сопровождаться повышением гидратации их. К. П. Мищенко и А. М. Сухотин ввели понятие о границе полной [c.529]

Чтобы отказаться от представлений о растворителе как о некоторой сплошной и однородной среде, необходимо учитывать индивидуальные свойства ее молекул. Одна из первых теорий, основанных на модельных представлениях, принадлежит Бан-Аркелю [249]. Он ввел представления о ион-дипольном характере взаимодействия при гидратации ионов, что дало возможность отказаться от понятия среды, как континуума, и учесть свойства отдельных молекул воды (их дипольные моменты, поляризуемость и т. д.). [c.117]

Все изменения структуры воды, вызываемые появлением в ней иона, принято делить на ближнюю и дальнюю гидратацию. Под первой понимается взаимодействие иона с ближайшими к нему молекулами воды. Дальняя гидратация заключается в поляризации под действием поля ионов молекул воды, не входяш их в его ближайшее окружение. Обобщая и анализируя большой экспериментальный материал, О. Я. Самойлов ввел понятие положительной и отрицательной гидратации ионов. В первом случае ионы довольно устойчиво связаны с ближайшими к ним молекулами воды. При отрицательной гидратации молекулы воды вблизи ионов становятся более подвижными, чем в чистой воде. Это сложное явление обычно анализируется при условном делении гидратной оболочки на два слоя. [c.11]

Как известно, окислением называют реакции, связанные с потерей атомом (или молекулой) электронов. Достаточно легко установить происходящие при этом изменения в состоянии окисления реагирующих партнеров для чисто ионных реакций. Однако для превращений ковалентных органических соединений понятия окисление или восстановление далеко не всегда кажутся столь же очевидными. Действительно, если речь идет об окислении первичного спирта в карбоновую кислоту (или обратном процессе), об окислении алкенов в эпоксиды или их превращении в алканы, то ясно, что это все — типичные окислительно-восстановительные реакции. Но уже классификация в тех же терминах таких реакций присоединения по двойной связи, как гидратация или бромирование, и обратных им реакций элиминирования не кажется столь же определенной. Тем не менее и по отношению к подобного рода реакциям можно уверенно использовать понятия окисления и восстановления, если опираться на определенные формальные критерии и принять за начало отсчета степень окисления углерода в алканах (уровень окисления 0). [c.132]

В тех случаях, когда растворение одного вещества в другом не сопровождается явно выраженной химической реакцией, между растворяемым веществом и растворителем происходит такое взаимодействие, которое принято называть сольватацией. Сольватация — весьма широкое понятие, и поэтому, если в качестве растворителя используется вода, взаимодействие между растворяемым веществом и растворителем называют гидратацией. Говоря о сольватации или гидратации, имеют в виду механизм растворения, при котором осуществляется сильное взаимодействие растворителя и растворенного вещества с образованием ассоциированных групп частиц таким частицам нередко можно приписать определенную формулу. Если растворителем является вода, образующиеся комплексы называют гидратами в качестве примера приведем формулы некоторых двухвалентных и трехвалентных катионов, сольватированных водой А1(Н20)е , Си(Н20) +, №(Н20) + и Се(Н20)3 +. Число молекул воды, ассоциированных с каким-либо ионом растворенного вещества, определяется, с одной стороны, размером этого попа, а с другой стороны — его атомным строением. Маленький ион может быть окружен лишь небольшим числом вплотную приблизившихся к нему молекул растворителя, однако большой ион, например Се , или Ка" , может присоединить к себе довольно много молекул растворителя. Сольва- [c.207]

Проанализируем влияние электролита, присутствующего в растворе, на рассмотренные выше явления. Остановимся сначала на явлениях, связанных с влиянием находящихся в растворе ионов на структурирование водной прослойки. Электростатическое поле иона нарушает, как бы плавит , водную решетку, поэтому структурирование воды под влиянием поверхностных полей не аналогично влиянию полей находящихся в растворе ионов. Самойлов ввел понятие о положительной и отрицательной гидратации. В зависимости от свойств ионы могут упорядочивать и разупорядочивать структуру объемной воды. Следовательно, до момента, когда контакт между частицами еще не стал кристаллизационным (в результате выкристаллизовывания растворимого гидрата), свойства контакта могут как улучшаться, так и ухудшаться под влиянием растворенных ионов. Это справедливо для случая избытка раствора и не очень больших концентраций электролитов в растворе. [c.111]

В связи с тем что с повышением относительной влажности воздуха скорость коррозии увеличивается неравномерно, Вернон ввел понятие о ве-пичине критической влажности воздуха, выше которой скорость коррозии иеталла резко возрастает. Для железа и стали такая критическая точка, 10 Вернону, находится в пределах 63—65% влажности. Выше нее на поверх-юсти металла возникают адсорбционные слои влаги, служащие растворите-1ЯМИ агрессивных компонентов атмосферы. При этом образуется утолщенная 1ленка влаги последняя тождественна по свойствам обычной воде и спо- обна обеспечивать гидратацию ионов металла. Вернон показал также,что отя с повышением влажности, как правило, усиливается процесс коррозии, щнако в некоторых случаях, достигнув определенного предела, он замед- яется [17]. [c.17]

Отклонение от идеалъиос Ш для систем, в которых экспериментально измеренные в разбавленных растворах коэффициенты активности уменьшаются с ростом концентрации электролита, обусловлено ион-ионными взаимодействиями (образование ионных облаков ). Иногда эти взаимодействия называют дальнодействующими нли просто дальними. Существуют короткодействующие взаимодействия (с малым радиусом действия), причем наиболее важным из них является гцдратация. В разбавленных системах влияние гидратации постоянно, поскольку сама активность воды не изменяется. Следовательно, коэффициенты активности в разбавленных системах не зависят от гидратации ионов, что учтено выбором стандартного состояния. Таким образом, необходимо понимать, что понятие коэффициента активности относится к гидратированному нону. При возрастании концентрации электролита активность растворителя должна понижаться, влияя тем самым на положение равновесия сольватации. Равновесие сольватации при этом сдвигается в сторону менее соль-ватировавных или голых иоиов. Следовательно, коэффициенты активности голых ионов возрастают. Это наиболее справедливо для небольших ионов. [c.137]

Понятие дестабилизации, предлагаемое Шуитом, не противоречит более употребительному понятию стабилизации, также относящемуся к гидратации ионов -элементов [351 В первом случае речь идет о дестабилизации относительно ионизационных потенциалов, во втором случае имеется в виду стабилизация относительно прямой Са—Мп—2п. [c.13]

Иначе проявляют себя добавки КА и ГМТА в случае гидратации ионов БТБА. БТБА при низких температурах не только в воде, но и в растворах КА и ГМТА проявляет упорядочивающие свойства (рис. 14). Однако под влиянием добавок и при повыщении температуры упорядочивающий эффект исчезает и меняется на разупорядочивающий. Этот экспериментальный факт подтверждает идею О.Я. Самойлова о наличии у крупных органических ионов и неполярных молекул двух видов гидратации и позволяет ввести понятие о предельной температуре гидрофобной гидратации. [c.148]

Среди явлений, включаемых в понятие гидратации, преобладающим фактором часто считают влияние электрического поля ионов непосредственно на соседние дипольные молекулы воды. Чем меньше размер и ыше заряд иона, тем это влияние имеет большее значение, так как электрическая сила на периферии ( поверхности ) иона становится при этом больше. Это взаимодействие более или менее ориентирует дипольные молекулы в направлении силовых линий вопреки беспорядочному тепловому движению, оно уменьшает их подвижность и вызывает частичное (или полное) диэлектрическое насыщение. Оно увеличивает также время диэлектрической релаксации дипольных молекул по отношению к внешним электрическим влияниям. Можно ожидать, что величину этой ион-дипольной силы или соотношение этой силы и тепловой энергии удастся легко оценить, так как, согласно электростатике, потенциальная энергия электрического взаимодействия между точечным электрическим зарядом е и электрическим диполем с моментом ц, расположенным на расстоянии г от заряда, равна (ер os )/ег , где д — угол М16ЖДУ осью диполя и, направлением г. Проводя это вычисление и полагая, что между молекулой воды и ионом существует вакуум (е=1), получим для потенциальной энергии однозарядных ионов значение (124 os )/r2 ккал-моль , которое ДЛЯ случая полной ориентации ( os 0 =l) выше, чем средняя тепловая энергия при комнатной температуре (/ Г- 0,6 ккал- МОЛЬ" ) вплоть до расстояния примерно 14 А. Однако это вычисление, очевидно, не верно, так как между ионами и соседними молекулами воды нет вакуума. Если при вычислении использовать макроскопическое значение диэлектрической проницаемости воды, то потенциальная [c.522]

Циально обсужден в разд. 5.2. Однако уже здесь необходимо отметить один принципиальный дефект рекомендаций [88]. Если рассмотренные выше рекомендации НБС по стандартизации измерений pH, а также предложения Бейтса и Алфенаара в области стандартизации ионометрии [82] базировались на достаточно близком совпадении значений у , получаемых в результате применения различных независимых предположений, то рекомендации [88] основаны на единственной экстратермо-динамической модели — модифицированной теории гидратации ионов Стокса — Робинсона. Это не позволяет судить ни об адекватности рекомендуемых величин понятию химической активности ионов одного вида, ни о границах применимости предлагаемого метода. С целью выяснения этих вопросов и определения ближайших перспектив физически обоснованной стандартизации ионометрических измерений ниже будут рассмотрены наряду с методом Бейтса — Робинсона также и другие методы определения химической активности ионов, предложенные разными авторами, и сопоставлены получаемые на основе этих методов результаты. [c.58]

Исследование сольватации растворенных веществ представляет собой одну из основных задач учения о растворах. Как ун<е отмечалось, сольватация не может быть понята без знания структуры растворов и растворителей. Вопросы гидратации ионов в водных растворах являются весьма важной частью общей проблемы сольватации. Вследствие гетеродинамности водного раствора связь сольватации со структурой выступает здесь особенно отчетливо. [c.194]

Кристаллохимия дает возможность понять роль фтора в расплавленных и кристаллических силикатах. В основе кристаллохимии лежит понятие о влиянии размеров, зарядов и поляризационных свойств ионов на свойства кристаллических соединений. Б химии же водных растворов понятия размеров и зарядов ионов используются лишь в незначительной степени. Степень гидратации иона определяется силой его поля и в свою очередь влияет на число переноса и на коллоидные свойства растворов (ряды Гофмейстера). Поляризуемость иона, т. е. реакция электронов иона на действие электрического поля соседних ионов, не представляет большого интереса для характеристики водных растворов. Что же касается образования кристаллов и химических реакций с газообразными и твердыми телами, то в этом пучвв поляризационные свойства ионов играют решающую роль. [c.477]

Раствор — динамическая система, в которой в различной степени диссоциирующие при данной температуре сольваты находятся в подвижном равновесии со своими продуктами диссоциации. Между сложными частицами раствора происходит постоянный обмен. При повышенных концентрациях понятия растворитель и растворенное вещество становятся равноправными [94, стр. 6]. Сольваты (гидраты) образуются за счет диполь-дипольного, донорно-акцепторного взаимодействия, за счет водородных связей и дисперсионного взаимодействия. Ионы особенно склонны к гидратации. Сольватация (гидратация) уменьшается при нагревании. [c.151]