Взаимодействие электрического заряда с другими электрическими зарядами и с магнитами

Очень сильное влияние на упорядочивающее воздействие поверхности глинистых минералов на воду оказывает состав обменных катионов. Это объясняется прежде всего прочностью связи катионов с поверхностью глинистой частицы, т. е. способностью их к диссоциации и участию в катионообменных реакциях. Степень поверхностной диссоциации (т. е. поверхностного растворения) глинистых минералов, замещенных одновалентными катионами, на один-два порядка выше степени диссоциации глин, обменный комплекс которых насыщен двухвалентными катионами. При прочих равных обстоятельствах степень поверхностной диссоциации зависит не только от плотности заряда обменного катиона, но и от взаимного влияния силовых полей поверхности частицы и катиона друг на друга при взаимодействии с водой. По мере увлажнения поверхности глин вокруг обменных катионов развиваются области с упорядоченными молекулами воды. Часть слабо связанных с поверхностью катионов удаляется от нее и может участвовать в трансляционном движении вместе с молекулами воды и растворенными в ней органическими и неорганическими веществами. Если в дисперсионной среде находятся крупные гидратированные катионы (Ма+, Mg2+), то они, вытеснив с поверхности глинистого минерала менее гидратированные катионы (К+, Са ), могут привести к увеличению гидратной оболочки глинистых частиц. В натриевом бентоните по мере возрастания содержания воды и уменьшения концентрацни суспензии отдельные слои глинистых частичек полностью диссоциируют. В бентоните, обменный комплекс которого насыщен магнием или кальцием, этого не произойдет, хотя ионный радиус этих катионов в гидратированном состоянии почти в два раза превышает радиус гидратированного натрия. Это, видимо, является следствием как изменения структуры воды и размеров гидратированных катионов вблизи поверхности в зависимости от их химического сродства, так и сжатия диффузной части двойного электрического слоя. [c.70]

Поглощение одного из ионов в значительно большем количестве, чем другого, вело бы к накоплению огромных электрических зарядов в растворе, и поэтому оно должно компенсироваться эквивалентным переходом других ионов из поглотителя в раствор или образованием их от взаимодействия с растворителем. В первом, наиболее простом случае, мы встречаемся с обменной адсорбцией, часто наблюдаемой на разнообразных поглотителях. Типичными примерами могут служить пер-мутиты, поглощающие из водных растворов преимущественно Са++ и Mg++, отдавая в раствор свои Na+. Этот процесс обратим при обработке концентрированными растворами Na l последние вытесняют ионы кальция и магния обратно в раствор (см. ниже об очистке воды). Также уголь, содержащий золу,, обнаруживает обменную адсорбцию, причем он посылает в раствор ионы солей золы в количестве, эквивалентном количеству поглощенных из раствора ионов. [c.351]

Форма молекул (степень их симметричности) оказывает большое влияние на их электрические свойства. Молекула вытянутой формы, в кото рой электрические заряды фасположены несимметрично, будучи нейтральной на большом расстоянии, вблизи бздет действовать, как настоящий маленький магнит. Другие молекулы или атомы, приближаясь к этой асимметрической молекуле, будут притягиваться к ней вследствие локального электростатического притяжения, в результате чего будет проявляться тенденция к взаимодействию или к простой ассоциации. [c.164]

Процессы ионного обмена наиболее широко распространены в природе, так как заряженные частицы — ионы — встречаются в растворах чаще, чем нейтральные молекулы. Нейтральная молекула представляет собой частный случай частицы, у которой число положительных и отрицательных зарядов равно. Она является только одним звеном вернеровского ряда комплексных частиц все остальные члены этого ряда несут электрические заряды — положительные или отрицательные. Примеры таких рядов были найдены Вернером для комплексных соединений кобальта, хрома и других металлов при замещении в аквакомплексных соединениях молекул воды на ионы хлора или других галогенов и при аналогичных замещениях молекул аммиака в аммиачных комплексах. С тех пор примеры таких рядов комплексов значительно умножились [1]. Такие же ряды комплексных соединений можно привести и для органических веществ [2]. Таким образом, ионообмен должен быть основным процессом, при рассмотрении природных явлений, протекающих в минералах, горных породах и почвах, а также в некоторых технологических процессах. Важное значение ионного обмена в природе было отмечено различными авторами. Еще в 1845 г. Томсон и Спенс [3] установили, что если взять смесь мела с сульфатом аммония, то при промывании водой такой колонки из нее переходит в фильтрат сернокислый кальций вместо сернокислого аммония. В 1852—1856 гг. Вай установил, что 1) почва способна к обмену катионов аммония, калия, магния, кальция в эквивалентных соотношениях, причем концентрация анионов остается неизменной 2) обмен возрастает с увеличением копцептрации соли в растворе, достигая некоторого максимума 3) обмен ионов проходит быстро 4) катионный обмен происходит на глине, которая содержится в почве 5) при взаимодействии растворов алюмината натрия можно приготовить искусственно алюмосиликат, на котором можно проводить катионный обмен, как на глинах. Вай установил большое значение ионного обмена для жизнедеятельности растений на различных почвах. В 1908 г. на особое значение ионообменной сорбции обратил внимание академик К. К. Гедройц, систематически изучавший взаимодействие различных почв с омывающими их растворами. В 1912 г. М. Потресов [4] описал цеолитный способ исправления жестких вод, основанный на ионном обмене между цеолитом й водой. В 1916 г. академик А. К. Ферсман [5] опубликовал подробное исследование цеолитов России. Вигнер [6] рассмотрел подробно явление ионного обмена в минералах — цеолитах, иначе называемых нермутитами и представляющих водные алюмосиликаты кальция и натрия. Академик Н.С. Курпаков 17] исследовал состав пермутитов методом физико-химического анализа. [c.164]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология