Структура чистой воды

Структуры насыщенных растворов разных веществ могут сильно различаться. Для очень мало растворимых электролитов, насыщенные растворы которых весьма разбавлены, они близки к структуре чистой воды. Структуры насыщенных растворов хорошо растворимых электролитов приближаются к структурам их кристаллических решеток. [c.214]

Применяя выражение (1У.29) для чистой воды, можно считать, что т — среднее время пребывания молекулы воды в-равновесном положении в структуре чистой воды, а Е — величина потенциального барьера, соответствующего этому времени. [c.238]

Зависимость ASf от концентрации электролитов для водных растворов представлена на рис. УП. 10. При 2°С (рис. УП. 10, с) значения ASf положительны, это означает, что структура растворов электролитов менее упорядочена, чем структура чистой воды. Только для хлорида аммония А5Г <0 в области разбавленных растворов соли. При 25°С (рис. VII. 10, б) возрастание концентраций хлоридов натрия, магния и аммония вызывает увеличение АЗх, но меньшее, чем при 2°С. Изотерма ASf= f tn) для хлорида кобальта выглядит зеркальным отображением изотермы, полученной при 2°С. Дело в том, что при низких температурах нарушение льдоподобной структуры воды катионами 0 + превышает упорядочение, вносимое координацией молекул воды этим катионом. При комнатной темпе- [c.418]

На рис. 9.10, а приведены кривые интенсивности рассеяния для воды, гидрогелей с 75 и 35,5% воды, а так же для полностью обезвоженного геля. Сравнение каждой из кривых с кривой интенсивности для воды показывает, что молекулярные структуры гидрогелей и ксерогеля значительно отличаются от структуры чистой воды. На всех [c.244]

Таким образом, строение водных растворов неэлектролитов в значительной степени определяется структурой чистой воды и интенсивностью взаимодействия ее молекул с молекулами неэлектролитов. Последние растворяются в воде, если они образуют с молекулами НаО водородные связи. Процесс растворения неэлектролитов сопровождается нарушением собственной структуры воды. Молекулы НгО [c.300]

Гидратация ионов, особенно больших, изменяет структуру воды. Влияние ионов на структуру воды различно и зависит от их размеров, концентрации, способности к гидратации. Ионы образуют с водой растворы внедрения или замещения. В случае образования растворов внедрения структура воды сильно изменяется. В концентрированных растворах электролитов образуются структуры, близкие к структурам кристаллогидратов с теми же координационными числами происходит переход от структуры чистой воды к структуре кристаллогидрата. [c.38]

Во многих случаях между гидратными молекулами воды и молекулами воды растворителя происходит быстрый обмен (разд. В.З настоящей главы). Кроме того, гидратированный ион окружен слоем воды со структурой, отличающейся от структуры чистой воды. Его называют второй гидратационной сферой (или второй координационной сферой), причем состояние молекул воды в ней меняется в зависимости от природы центрального иона. В одних случаях имеется непрерывный переход от первой гидратационной сферы ко второй, в других— структуры этих сфер различны, а в третьих — нарущается структура воды в растворе и увеличивается подвижность молекул Н2О. [c.211]

Измеренные нами спектры поглощения полностью гидратированного цеолита NaA имеют широкие полосы при 1645 и 3400 см , которые приписаны колебаниям воды 8 (НОН) (ОН). Этой форме сорбированной воды (которая может быть без остатка удалена вакуумной десорбцией уже при температуре нагрева образца облучением) следует приписать структуру, эквивалентную структуре чистой воды (водородные связи). [c.40]

В соответствии с задачей данной работы целесообразно рассмотреть качественную картину строения растворов вода — спирт, вода — диоксан, так как из всего изложенного выше понятно, какую существенную роль играют структурные особенности среды, в которой происходит формирование мицелл. Результаты исследований, приведенные в работах [11 — 161 по структуре чистой воды и ее изменению с введением второго компонента (спирта, диоксана), можно обобщить следующим образом. [c.251]

При введении в воду малых добавок второго компонента (неэлектролита) всегда в той или иной мере проявляются два эффекта — стабилизация и разрушение структуры [13]. Стабилизация (в соответствии с моделью структуры чистой воды [И]) связывается с тем, что молекулы неэлектролита запол- [c.252]

Исследования показали, что кривая интенсивности водных растворов тетрафторборной кислоты напоминает кривую интенсивности чистой воды. Это означает, что структура раствора мало отличается от структуры чистой воды, а так как кислота Н(Вр4) является сильной и, следовательно, в водном растворе диссоциирована на ионы Н" " и BF4, то можно заключить, что эти ионы очень слабо воздействуют на структуру воды. Анализ площадей под пиками кривой распределения показывает, что ион BF4 тетраэдрически окружен молекулами Н2О. Протоны образуют с молекулами воды ионы гидроксония в результате химической реакции [c.292]

Структура чистой воды в растворе (слой С) исчезает, если концентрация электролитов достигает величин, при которых границы дальней гидратации [c.146]

Аналогичные выводы были сделаны и в случае водных растворов фторида аммония [78]. В 1,18 М растворе фторида аммония РФР имеет такой же вид, как и в воде, причем два наиболее характерных максимума находятся при 2,87 и 4,88 X. РФР 10,87 М раствора также подобна РФ) воды, но максимумы теперь сдвигаются к меньшим расстояниям соответственно 2,8 и 4,80 X. И опять при интерпретации этих кривых принималось, что ионы и молекулы воды распределяются по молекулярному остову, занимая положение дефектов внедрения, как постулировалось для структуры чистой воды. Указанные сдвиги максимумов можно объяснить изменением расстояний Р , и Р [c.264]

СТРУКТУРА ЧИСТОЙ ВОДЫ [c.10]

Различное изменение гидратации диа- и парамагнитных ионов можно попытаться связать с изменением структуры чистой воды. Если ионы обладают диамагнитными свойствами (как и растворитель—вода), то степень гидратации ионов по мере упрочнения структуры воды будет уменьшаться. Ионы с большей диамагнитной восприимчивостью (К+, Сз+) разрушают структуру воды и почти не влияют на изменение ее свойств после магнитной обработки. Таким образом, в этом процессе большая роль принадлежит не только отдельным видам ионов, но и их сочетаниям. [c.28]

Из данных термодинамических исследований, измерений диэлектрической проницаемости и других [13—15] можно сделать вывод о том, что при содержании в воде небольших количеств спирта структура воды в основном сохраняется молекулы спирта в процессе растворения заполняют полости в структуре воды и образуют новые водородные связи между молекулами спирта и воды. Очевидно, что емкость структуры чистой воды относительно размещения в ней молекул спирта должна зависеть от размеров и формы спиртовых молекул, а также от температуры. В области средних концентраций спирта в растворе, вероятно, существуют в динамическом равновесии ассоциаты из молекул одного сорта, агрегаты из разнородных молекул, а также одиночные молекулы спирта и воды. Это область наибольшей микронеоднородности гомогенных растворов. В области больших концентраций спирта в растворе преобладает структура спирта с включенными в нее молекулами воды. [c.253]

Термодинамические свойства водных растворов грег-бутило-вого и н-пропилового спиртов были детально изучены в работах [17] и [13] соответственно. Существенно, что в этих работах свойства каждой из систем были изучены при различных температурах и авторы- уделяли особое внимание обсуждению концентрационной зависимости парциальных молярных величин, считая, что они более явно отражают изменения в строении раствора. Для обеих систем отмечены особенности в концентрационной зависимости парциальных величин в области малых концентраций спирта, указаны области состава растворов, в которых, по мнению авторов, преобладает структура чистой воды или чистого спирта. В работе [13] подробно обсуждается влияние температуры на термодинамические свойства растворов н-пропилового спирта и воды и на соответствующие парциальные величины. [c.155]

Результаты работ ряда авторов, которые упоминались ранее, и отмеченные особенности концентрационной и температурной, зависимости интегральных свойств и парциальных величин в областях малых концентраций спирта приводят к определенному выводу о том, что при растворении в воде небольших количеств спирта структура воды сохраняется. В процессе растворения молекулы спирта заполняют полости в структуре воды, вызывая лишь незначительную ее деформацию, образуются новые водородные связи между молекулами спирта и воды. Очевидно, что емкость структуры воды относительно размещения в ней молекул спирта должна зависеть как от размеров и формы спиртовых молекул, так и от температуры, чему легко найти подтверждение на приведенных выше диаграммах. Можно полагать, что область составов растворов, в которой в основном сохраняется структура чистой воды, для растворов различных спиртов и при различной температуре определяется положением минимума на кривых парциальных объемов спирта и положением максимумов (или резким изменением вида зависимости) на кривых парциальных энтальпий и энтропий спиртов. Эта область сокращается как при увеличении молекулярного веса (и, следовательно, размеров молекул) в ряду спиртов, так и при повышении температуры. Именно тем обстоятельством, что увеличение разницы в размерах молекул воды и спиртов и повышение температуры являются факторами, приводящими к нарушению структур чистых компонентов, и объясняется отмечавшаяся выше аналогия во влиянии на термодинамические свойства изучаемых растворов повышения температуры и увеличения молекулярного веса спирта. [c.162]

Влияние сольватации ионов К+ и С1 на растворитель зависит от концентрации этанола. При увеличении мольной доли этанола от нуля до 0,16 отрицательная гидратация этих ионов усиливается. Затем, однако, при больших содержаниях этанола отрицательная гидратация ослабевает, что можно объяснить разрушающим действием этанола на структуру воды в этой области его концентраций. Отрицательный сольватационный эффект ионов К+ и С1 в смесях этанола и воды переходит в положительный соответственно при мольной доле 0,67 и 0,35, В исследовании [71] концепция структурной температуры была распространена на растворы неэлектролитов. Это такая температура, при которой структура воды в растворе идентична структуре чистой воды. Структурная температура в зависимости от условий оказывается выше или ниже реальной температуры раствора. По сравнению с чистой водой этанол снижает структурную температуру смеси вплоть до его концентрации, соответствующей условию максимальной стабилизации, после чего при более высоких концентрациях этанол увеличивает структурную температуру раствора. [c.577]

Введенные в полярную жидкость ионы нарушают структуру растворителя на больших расстояниях вокруг ионов. На это указывают результаты рентгенографических и спектроскопических 1 следований растворов и некоторые другие факты (например, увеличение энтропии растворителя при высоких концентрациях ионов). Особенно заметно разрушающее действие на структуру воды ионов больших размеров, тогда как ионы небольшого размера помещаются в пустотах воды и мало изменяют ее структуру. Координационное число ионов средних размеров, особенно одновалентных, в разбавленных растворах равно четырем. Очевидно, они просто замещают молекулы воды в целом, не изменяя структуры последней. Правда, они притягивают и ориентируют находящиеся вблизи молекулы воды и, образуя сольватную оболочку, несколько искажают структуру воды в ближайшем окружении (уменьшается объем, теплоемкость, энтропия, сжимаемость раствора). Однако можно считать, что структура воды в растворе искажена незначительно и да51 е в сольватной оболочке напоминает структуру чистой воды. [c.421]

В связи со сказанным нам кажется преждевременным отказыватьс5 от сложившихся представлений о том, что ион в растворе окружен облаком из молекул растворителя, движущихся вместе с ним. Однако механизм сольватации ионов, как будет показано дальше, далеко не ясен. Самым важным в связи с этим в работах Самойлова, нам кажется, является привлечение к рассмотрению свойств ионов в растворах (гидратация, подвижность) современных представлений о структуре жидкости. Большой интерес представляет обобщение Самойловым взглядов В. И. Данилова, М. И. Шахпаронова и других на изменение структуры растворов с концентрацией. Рентгеноструктурными исследованиями было показано, чтО концентрированные растворы электролитов, особенно при низких температурах, характеризуются структурами, близкими к структурам соответствующих кристаллогидратов, и координационные числа ионов соответствуют их координационным числам в кристаллогидратах. Таким образом, с ростом концентрации происходит переход от структуры чистой воды к структуре кристаллогидрата. Самойлов считает, что в некоторой области концентраций, особенно при низких температурах, в растворах [c.181]

I. При попадании в раствор первых порций воды исходная структура чистой воды подвергается некоторому разрушению, структура же добавляемой порции приспосабливается к структуре уже находящейся в системе воды. Теплоемкость ее при этом уменьшается, так как при нагревании на 1 град приходится затрачивать меньше энергии на разрушение уже предразрушенной структуры. [c.237]

Согласно современным представлениям о механизме растворения неполярных газов в воде, атомы аргона гри растворении распределяются преимущественно по участкам упорядоченной структуры и дополнительно стабилизируют ее. При переходе от чистой воды к водным растворам электролитов не очень высоких концентраций механизм растворения благородных газов в них не претерпевает, по-видимому, принципиальных изменений. Поэтому любые воздействия на воду, приводящие к разрушению (образованию) ее структуры и уменьшению (увеличению) доли участков упорядоченной структуры с расположением молекул растворителя, характерным для чистой воды, должны снижать (повышать) растворимость газа. Отсюда стано-вщся понятным обнаруженное снижение растворимости аргона при увеличении концентрации соли ч температуры и происходящее при этом уменьшение влияния указанных факторов на К . Дело в.том, что оба из указанных выше видов воздействия обладают разупорядочивающим эффектом по отношению к структуре чистой воды, который нивелируется при совмест- [c.133]

Растворенные ионы изменяют водородные связи между молекулами воды, но было бы чрезмерным упрощением считать, что этот эффект сводится просто к разрыву и образованию водородных связей. Это подтверждается работами Леннард-Джонса и Попла [71], Конвея [72], Коана и др. [73], Бауэра [74] и других исследователей, которые считают, что даже структуру чистой воды невозможно описать, если предположить существование лишь двух типов молекул воды — соединенных водородными связями и свободных мономерных молекул. Для интерпретации многих данных спектроскопических исследований следует допустить удлинение и искривление водородных связей, вызванные различными взаимодействиями со средой (рис. 1.14). Удлинение и искривление связей приводит к появлению различия в значениях энергии молекул воды, соединенных водородными связями,, и к непрерывно изменяющимся энергетическим уровням, соответствующим непрерывной деформации связей. В этом смысле свободные молекулы представляли бы предельный случай непрерывного ряда соединенных водородными связями молекул с деформированными в различной мере связями. Можно предположить, что статистическое распределение неодинаково деформированных водородных связей изменяется ионами в степени, зависящей от размера и напряженности их ноля, а полный разрыв водородных связей, их образование между свободными молекулами воды или же присоединение молекул воды к молекулярным кластерам—лишь предельные случаи этого многогранного эффекта. Эксперименты показывают, что взаимодействие молекул растворителя с растворенными ионами — очень сложное явление (разд. 5.2.). Более того, сама природа водородной связи изучена недостаточно. Взгляды разных исследователей на ковалентную природу этой связи, степень ее ориентации, величину энергии, необхо- [c.92]

Обсуждая процессы переноса в водных растворах электролитов, следует учитывать, что знания числа движущихся с ионом молекул воды недостаточно, так как гидратированный ион, рассматриваемый как кинетическая единица, движется в среде с непостоянной структурой. В водном растворителе в добавление к рещетчатым областям, возможно, существуют мономерные молекулы воды и могут одновременно существовать также более или менее упорядоченные области различных других типов. Эти разные состояния воды находятся в динамическом равновесии, зависящем от условий. На это равновесие влияет и поле ионов. Таким образом, чтобы получить надежное теоретическое описание явлений переноса гидратированных ионов, следует знать также влияние ионов на более удаленные от них слои воды. Эта проблема, однако, весьма далека от разрешения, тем более что точно не известна даже структура чистой воды, хотя знание структуры воды является непременным условием верного описания ее изменений под влиянием ионов. Влияние гидратации на процесс переноса можно теоретически рассмотреть, только сделав ряд упрощающих предположений, и теоретические исследования, основанные на разных предпосылках, в некоторых случаях приводят к противоречивым результатам. [c.526]