Структура воды и ее свойства

Соли бериллия и кислородсодержащих кислот выделяются из растворов обычно в виде кристаллогидратов, которые по структуре и свойствам, естественно, существенно отличаются от безводных производных. Большинство солей бериллия растворимо в воде, нерастворимы ВеСО , Ве(Р04)2 и некоторые другие. Для бериллия весьма характерны двойные соли — бериллаты со сложными лигандами, например [c.475]

Исследования состояния влаги в пористых телах давно уже привели к выводу об особом характере ее свойств вблизи поверхности частиц и о существовании так называемой связанной воды в дисперсных системах [1]. Отличия связанной воды от свободной объясняются перестройкой сетки межмолекулярных водородных связей в ее структуре под влиянием поля поверхностных сил. Моделирование структуры воды численными методами Монте-Карло и молекулярной динамики позволило получить некоторые количественные характеристики структурных изменений вблизи твердых поверхностей различной природы. При этом межмолекулярная водородная связь описывается различными потенциалами, правильность выбора которых проверяется путем сравнения рассчитанных и экспериментальных физических констант объемной воды. Поскольку численным методам посвящен ряд специальных статей этой монографии, остановимся только на основных результатах, важных для дальнейшего обсуждения. [c.7]

Закономерности фильтрования с закупориванием пор тесно связаны с особенностями структуры и свойств фильтровальных перегородок. В работе, посвященной этому вопросу [117], методом введения ртути в поры, фильтровальных перегородок исследовалось распределение пор в полотняных, хлопчатобумажных и найлоновых тканях, в фетре, в перегородках из спекшихся и спрессованных металлических порошков. Кроме того, проведены опыты по осветлению малоконцентрированных суспензий карбонила железа, взвешенного в смеси глицерина и воды. Были выведены уравнения фильтрования с постепенным закупориванием пор при постоянной разности давлений и постоянной скорости процесса, в которых учтены факторы, характеризующие структуру фильтровальной перегородки. [c.109]

Недостатки электростатической теории взаимодействия ион — вода. В значительной части теорий, описывающих влияние ионов на структуру воды, свойства системы в основном объясняют взаимодействием ионов и диполей воды. [c.93]

В таких растворах влияние ионов с отрицательной гидратацией на структуру воды исчезает. Когда концентрации становятся еще выше, область структурно нормальной воды в растворе перестает существовать. Ее структура по существу напоминает структуру расплавленной соли, искаженной присутствием воды (рис. 1.9,в). Это приводит к изменению многих свойств растворов, например растворяющей способности. Некоторые горные породы и минералы, практически не растворяющиеся в чистой воде, хорошо растворяются в концентрированных водных средах промывочных жидкостей. [c.27]

Ассоциация молекул и структура жидкостей. Молекулы таких жиД Хостей, как НР, вода и спирты, могут при образовании водородных связей выступать как акцепторы и доноры электронного заряда одновременно. В результате этого образуются димеры (НР)2, (НзО) , (СНзОН)2 и т. д. Однако ассоциация на этом не останавливается, образуются тримеры, тетрамеры и т. д., пока тепловое движение не разрушает образовавшеюся кольца и]ш цепочки молекул. Энергия на одну водородную связь в таких цепочках возрастает с числом молекул в димере воды 26,4, в тримере 28,4 кДж/моль, Для фтористого водорода в цепочках (НР)2, (НР)з, (НР)4 и (НР)5 и в кольце (НР)б на одну водородную связь приходится 28,9 32,5, 34,6 36,9 и 39,5 кДж/моль соответственно [к-32]. Когда тепловое движение понижено (в кристалле), через водородные связи создается кристал тическая структура. Известная аномалия плотности воды и льда обусловлена водородными связями в кристаллах льда каждая молекула воды связана с четырьмя соседями водородными связями через две неподеленные пары атома кислорода молекула образует две донорные Н-связи и через два атома Н — две акцепторные. Эти четыре связи направлены к вершинам тетраэдра. Образующаяся гексагональная решетка льда благодаря этому не плотная, а рыхлая, в ней большой объем пустот. При плавлении порядок, существующий в кристалле (дальний порядок), нарушается, часть молекул заполняет пустоты и плотность жидкости оказывается выше плотности кристалла. Но в жидкости частично сохраняется льдообразная структура вокруг каждой молекулы (б.иижний порядок). Эта структура воды определяет многие свойства воды и растворов. Структурированы и спирты, но по-иному, так как молекула спирта образует одну донорную и одну акцепторную связь. Эта структура разрушается тепловым движением значительно легче. Возможно структурирование и смещанных растворителей, как водно-спиртовые смеси и др. Оказывая особое влияние на структуру воды, водородные связи налагают отпечаток на всю термодинамику водных растворов, делая воду уникальным по свойствам растворителем. [c.274]

В этой главе собраны работы, посвященные исследованию физических свойств воды в различных модельных и природных дисперсных системах, а также вблизи активных групп макромолекул и биополимеров. Сопоставление данных, полученных разными методами и для разных объектов, приводит к общему выводу об отличиях свойств воды в граничных слоях от ее свойств в объеме. Характер этих изменений существенным образом зависит от природы воздействующих на воду групп и поверхностей. Наиболее сильное влияние на структуру воды оказывают заряженные центры и полярные группы, способные к образованию водородных связей с молекулами воды. При этом оказываются важными эпитаксиальные эффекты — число и характер расположения активных центров на твердой поверхности. [c.6]

Другим характерным свойством связанной воды — воды граничных слоев вблизи гидрофильных поверхностей, по современной терминологии, — является ее пониженная, по сравнению с объемной водой, растворяющая способность. Это также является следствием измененной структуры воды. Как известно, под действием внешнего давления и температуры меняется растворяющая способность и объемной воды. Пониженную растворяющую способность граничных слоев воды использовали, в частности, для количественных оценок содержания связанной воды в дисперсных системах. При этом в качестве индикаторов, слабо проникающих в связанную воду, брали электролиты и сахарозу [1]. [c.9]

Таким образом, из совокупности данных, полученных методом молекулярного щупа , следует, что гидратационные изменения свойств воды вблизи атомных групп любой природы сосредоточены главным образом в первой гидратной сфере, и, возможно, частично захватывают вторую. Иначе говоря, гидратационные возмущения структуры воды около молекул растворенного вещества локальны. [c.50]

В сильном электростатическом поле иона структура воды значительно меняется, что приводит к потере ею аномальных свойств и, как следствие, к линеаризации температурных зависимостей сжимаемости и объема. [c.54]

Структура и свойства объемной воды и воды вблизи границы раздела фаз, как вытекает из результатов многочисленных теоретических и экспериментальных исследований, существенно различаются [116, 586, 587]. В частности, вблизи границы раздела фаз проявляется заторможенность и анизотропия молекулярной подвижности, изменяются характеристики молекулярного и протонного обмена, формируются специфические ориентационные структуры [573—580]. [c.231]

Во втором случае молекулы воды вблизи ионов становятся более подвижными, чем в чистой воде. Величина потенциального барьера, преодолеваемого молекулой воды, оказывается при этом меньше энергии активации самодиффузии в чистой воде, вследствие чего отрицательный вклад иона не компенсируется положительным. Происходит как бы частичное расплавление существовавших льдоподобных каркасов. Это явление, несколько неожиданное с позиций существовавших представлений о гидратации, получило название отрицательной гидратации. Она возникает при наличии в растворе ионов с малой плотностью заряда, например N07 , С1 . Так как в растворе одновременно находятся катион и анион и каждый из них влияет на структуру воды в соответствии со своими индивидуальными свойствами, то суммарный эффект будет зависеть от того, какой из ионов произведет наиболее интенсивное изменение. [c.26]

В этой главе рассматриваются вопросы учета сырой нефти при ее дальнейшей транспортировке, не затрагивая вопросов измерения дебита нефтяных скважин. Под сырой нефтью будем подразумевать любую нефть (жидкость), полученную после сепарации, без всякого ограничения содержания каких-либо примесей (воды, солей, механических примесей и т.д.) и перекачиваемую на установки подготовки нефти. Эта жидкость представляет собой сложную смесь нефти, растворенного газа, пластовой воды, содержащей, в свою очередь, различные соли, парафина, церезина и других веществ, механических примесей, сернистых соединений. При недостаточном качестве сепарации в жидкости может содержаться свободный газ в виде пузырьков - так называемый окклюдированный газ. Все эти компоненты могут образовывать сложные дисперсные системы, структура и свойства которых могут быть самыми разнообразными и, самое главное, не постоянными в движении и времени. Например, структура и вязкость водонефтяной эмульсии могут изменяться в широких пределах в процессе движения по трубам, в зависимости от скорости, температуры, давления и других факторов. Всё это создаёт очень большие трудности при учете сырой нефти, особенно при использовании средств измерений, на показания которых влияют свойства жидкости, например, турбинных счетчиков. Особенно большое влияние оказывают структура потока, вязкость жидкости и содержание свободного газа. Частицы воды и других примесей могут образовывать сложную пространственную решетку, которая в процессе движения может разрушаться и снова восстанавливаться. Поэтому водонефтяные эмульсии часто проявляют свойства неньютоновских жидкостей. Измерение вязкости таких жидкостей в потоке представляет большие трудности из-за отсутствия методов измерения и поточных вискозиметров. Измерения, проводимые с помощью лабораторных приборов, не дают истинного значения вязкости, так как вязкость отобранной пробы жидкости отличается от вязкости в условиях трубопровода из-за разгазирования пробы и изменения условий измерения. Содержание свободного газа зависит от условий сепарации и свойств жидкости. Газ, находясь в жидкости в виде пузырьков, изменяет показание объемных счетчиков на такую долю, какую долю сам составляет в жидкости, то есть если объем газа в жидкости составляет 2 %, то показание счетчика повысится на 2 %. Точно учесть содержание свободного газа при определении объема и массы нефти очень трудно по.двум причинам. Во-первых, содержание свободного газа непостоянно и может изменяться в зависимости от условий сепарации (расхода жидкости, вязкости, уровня в сепараторах и т.д.). Во-вторых, технические средства для непрерывного измерения содержания газа в потоке в настоящее время отсутствуют. Имеющиеся средства, например, устройство для определения свободного газа УОСГ-ЮОМ, позволяют производить измерения только периодически и дают не очень достоверные результаты. Единственным способом борьбы с влиянием свободного газа является улучшение сепарации жидкости, чтобы исключить свободный газ или свести его к минимуму. Для уменьшения влияния газа УУН необходимо устанавливать на выкиде насосов. При этом объем газа уменьшается за счет сжатия. [c.28]

Поскольку вода является полноправным участником процесса твердения вяжущих веществ, ее свойства оказывают значительное влияние на характер взаимодействия в системе твердое — жидкость (Т — Ж). Возможны различные способы воздействия на структуру воды химический (введение в воду водорастворимых добавок), физический (тепловой, магнитный, ультразвуковой и др.), физико-химический (электрохимическая обработка, обработка нерастворимыми веществами). [c.85]

Структура воды, упорядоченной воздействием активных центров на поверхности, сильно искажается, и это предопределяет ее свойства, отличные от свойств структурно ненарушенной воды. Искажению структуры связанной воды способствует также энергетическая неоднородность поверхности твердых частиц, обусловленная силовой неоднородностью активных центров. [c.59]

По этой причине целое имеет другой (по сравнению с частью) вещественный состав, более развитую структуру, иные свойства. Целое не адекватно сумме составляющих его частей, которые совершенно не согласуются с ним по большому числу разнообразных характеристик. Поэтому невозможно предсказать свойства воды (как целого) по свойствам кислорода и водорода, из которых она образована [50]. Автомобиль, телевизор и другие сложноорганизованные системы остаются мертвыми конгломератами, пока мы рассматриваем их вне функционирования. [c.35]

Наибольшее число работ было посвящено изучению химических реакций, происходящих при взаимодействии различных минералов, содержащихся в вяжущих веществах, с водой. Изучалось влияние состава среды, различных добавок, температуры и других факторов на ход этих реакций, а также на состав, структуру и свойства продуктов взаимодействия. Так, П. А. Ребиндер и его школа исследовали физико-химические основы процессов структурообразования неорганических вяжущих веществ, а В. Б. Ратинов изучил механизм их гидратации при этом было показано значение для этих процессов общих законов физико-химической механики. [c.172]

Адгезионные свойства воды обусловлены совокупностью ее когезионной прочности и способностью поверхностных молекул образовывать ковалентные связи по донорно-акцепторному механизму, а также водородные связи. Связывание воды в дисперсных системах, особенно если она находится в виде граничных и измененных по структуре и свойствам слоев, существенно влияет как на ее свойства, так и на свойства дисперсной системы. [c.84]

В результате физического воздействия на воду изменяется структура воды, ее водородные связи. При этом эффект от физического воздействия сохраняется в течение некоторого времени, т. е. для структуры воды характерно определенное время релаксации. Так, при воздействии температуры существенно уменьшается количество водородных связей, усиливаются электроно-донорные свойства молекул воды. [c.86]

Какова особенность строения молекул и внутренней структуры воды Охарактеризовать важнейшие свойства воды, связанные с этими особенностями. [c.108]

Отражено современное состояние исследований свойств воды в дисперсных материалах и пористых телах (природные дисперсные системы, продукты химической технологии, биологические объекты). Изучение структуры и свойств воды в тонких слоях, пленках и порах имеет важное прикладное значение (при получении адсорбентов, катализаторов, наполнителей для композиционных материалов, создании стабилизаторов буровых растворов для управления флотацией и капиллярной пропиткой, а также прочностью горных пород и процессами структурообра-зования в пористых телах). [c.2]

Анализ протекающих процессов затруднен, однако, тем, что свойства воды в дисперсных системах в результате ее взаимодействия с поверхностью частиц или со стенками пор отличаются от свойств объемной воды. Изучение свойств воды в дисперсных системах ведется уже давно, но лишь в последнее время благодаря развитию физико-химических методоц удалось получить существенно новые и более полные результаты. Уточнены ранее сложившиеся представления о свойствах связанной воды. Это относится прежде всего к данным об ее плотности, которые чаще всего оказывались сильно завышенными. Как сейчас становится ясным, изменения плотности не превышают нескольких процентов от плотности объемной воды. Значительно меньшими оказались и изменения вязкости, сложились иные представления о неподвижности граничных слоев воды. Многие процессы переноса оказались более сложными, чем это представлялось ранее. Это связано с выяснившейся необходимостью учета влияния образования и перекрывания в тонких порах диффузных адсорбционных слоев молекул и ионов, изменения физических свойств и структуры воды как функции расстояния от поверхности. Резко возрос в последнее время интерес к структурным силам, возникающим при перекрывании граничных слоев воды с измененной структурой. Эти силы, в добавление к молекулярным и электростатическим, играют важ- [c.4]

Обнаруживаемые изменения структуры воды в граничных слоях не только сказываются на ее физических свойствах, но и вызывают изменение расклинивающего давления в тонкой прослойке [42, 43]. Этот эффект возникает при перекрытии граничных слоев с измененной структурой в достаточно тонких прослойках. Структурные изменения прослойки, происходящие при перекрытии, ведут к изменению ее свободной энергии Fs, которая становится функцией толщины прослойки /г. Термодинамическим следствием этого является появление структурной составляющей расклинивающего давления П5 = — др1/ дк)т, величина и знак которой зависят от характера происходящей при перекрытии структурной перестройки. Так как AFs = AHs—TASs (где ДЯ — изменение энергии межмолекулярных связей, а Д5 — изменение энтропии в прослойке при изменениях взаимной ориентации молекул, характеризуемой параметром порядка), знак производной дР /дк зависит от изменений энтропии и энтальпии прослойки воды при изменении ее толщины. [c.15]

Необходимо знать, чем определяется изменение величины АХй при изменении температуры—изменением физических свойств Х1Л воды в гидратной оболочке или изменением числа молекул воды в оболочке Пй Решение этого вопроса упрощается благодаря установленному выше факту локальности гидратной оболочки. В самом деле, локальность возмущения структуры воды означает, что гидратной оболочке можно приписать естественную границу — первый (или второй) минимум функции радиального распределения. Отсюда следует очевид- [c.51]

Все природные и большинство синтетических цеолитов представляют собой алюмосиликаты. Наибольшее значение в катализе имеют кристаллические алюмосиликатные цеолиты типа А, X, У и другие, с прочным трехмерным скелетом [215]. Общую формулу цеолитов можно представить в виде Мг/пО-АЬОз- сЗЮг-г/НгО, где п — валентность металлического катиона М л — мольное соотношение ЗЮг АЬОа у — число молей воды. Величина х в значительной степени определяет структуру и свойства цеолитов. В цеолите типа А X близок к 2 в цеолитах типа X — изменяется от 2,2 до 3 У — от 3,1 до 5,0 в синтетическом мордените достигает 10. Для каталитических процессов используют цеолиты с х = 2,8—6,0 [215, 216]. При различных условиях синтеза цеолитньус катализаторов (химический состав кристаллизуемой массы, параметры кристаллизации, природу катиона) можно в широких пределах изменять величину X [217, 218]. Так, низкокремнистые катализаторы (х = = 1,9—2,8) синтезируют в сильно щелочной среде, а в качестве источника кремнезема используют силикат натрия. Для получения высококремнистых цеолитов применяют более реакционно-способные золи или гели кремневой кислоты, а синтез проводят в менее щелочной среде [219]. [c.172]

Эйзенберг Дж., Кауцман В. Структура и свойства воды Пер. с англ. Л. Гидрометеоиздат, 1975. 280 с. [c.277]

Структура и свойства связанного слоя определяются природой и свойствами каждого компонента в слое. Так, в случае разделения водных растворов полярных органических веществ структура связанного слоя, в отличие от структуры слоя, состоящего в основном из молекул воды, имеет дефектные участки. Это о бусловлено некомненсврован-ностью меж[молекулярных сил в участках раствора, где молекулы воды связаны с гидрофобными частями молекул растворенных веществ. Такая структура 1менее прочна, так, как водородные связи молекул оды, прилегающих к дефектным участкам, ослабляются из-за понижения донорной спо собности ОН-групп, поскольку неподеленная пара электронов этих молекул перестает служить одновременно акцептором протонов в водородной связи. [c.220]

В промышленности уже в течение многих лет применяется окисление прямогонных нефтяных остатков, главным образом с целью изменения реологических свойств получаемых из них битумов. В процессе продувки остатков воздухом кислород взаимодействует с компонентами сырья при температуре 200—350 °С. При этом химический состав и соответственно молекулярная структура и свойства остатков изменяются. Соотношение углерод водород для асфальтенов снижается при окислении с 11 1 до 10,5 1. Для смол и масел это соотношение уменьшается, но в меньшей степени (с 8 1 до 7,7 1). Пары воды, двуокись углерода и низкомолекулярные продукты окисления (эфиры, кислоты и альдегиды) удаляются из реакционного объема вместе с продувочными газами. Целевым продуктом является окисленный битум, который существенно отличается от исходного, неокисленного сырья. При окислении изменяется его групповой состав уменьшается содержание масел и значительно возрастает количество асфальтенов, продуктов поликонденсации. Количество силикагелевых смол в некоторых случаях уменьшается, а в других несколько возрастает. [c.32]

При теплопередаче в системе воздух — раствор Na l показатели скорости и полнота передачи теплоты заметно меньше, чем для воды и слабых растворов неорганических веществ в тех же условиях. Как указано выше, это обусловлено изменением структуры и свойств пены, образованной концентрированными растворами, в частности, [c.110]

Получение натриевых смазок. Натриевые смазки (консталины) являются менее распространенной группой мыльных смазок, чем кальциевые. Они обеспечивают работоспособность узлов трения в более широком температурном диапазоне, чем гидратированные кальциевые смазки. Отличительной особенностью натриевых смазок является растворимость в воде, поэтому их невозможно использовать в условиях повышенной влажности. Натриевые смазки (так же как и солидолы) готовят на природном и синтетическом жировом сырье. В качестве природного жирового сырья в большинстве случаев используют касторовое масло, а также широкую фракцию СЖК, получаемую окислением парафина. Жировой компонент омыляют водным раствором каустической соды (35—40% NaOH). Существенное значение имеет дозировка комнонентов, поскольку даже незначительное отклонение от количественного соотношения заметно изменяет структуру и свойства смазок. Расход каустической соды определяют по числу омылегшя жирового компонента. [c.259]

При достигкении максимальной температуры должен образо-паться однородный расплав. Перед охлаждением расплава контролируют содержание в нем свободной ш,елочи (не болое 0,2%) и ноды (не более 0,5%). Возможно медленное охлаждение смазки в варочном аппарате или быстрое — в тонком слое на холодильном барабане (или на противне), что более предпочтительно. Структура и свойства натриевых смазок во многом зависят от содержания воды в смеси компопентов при варке и в готовой смазке. При температуре варки выше оптимальной из смазки может быть удалено иеобходимое количество воды, выполняюш,ей роль стабилизатора (модификатора структуры). [c.260]

Оксиды ЭаОб в обычных условиях — твердые вещества. Аз Оь (мышьяковый ангидрид), по структуре и свойствам напоминающий Р2О5, довольно хорошо растворяется в воде [c.433]

По структуре и свойствам силициды отличаются от карбидов. В зависимости от типа менее электроотрицательного, чем кремний, элемента тип связи в силицидах изменяется от ионно-ковалентного др металлического. Силициды s- и -элементов I и П групп, например ajSi, aSi и aSij,— полупроводники. В химическом отношении силициды этого типа неустойчивы. Они более или менее легко разлагаются водой и особенно кислотами. [c.471]

Спектроскопические методы позволяют обнаружить различные тонкие особенности взаимодействия солюбилизата с мицеллами, обусловленные их структурой и свойствами. Так, по данным ПМР-спектроскопни изопропилбензол солюбилизируется не в ядре мицеллы цетилтриметиламмонийброми-да (ЦЕТАБ), как это свойственно углеводородам, а в поверхностном слое, причем изопропильная группа погружена в углеводородное ядро, а слабо гидрофильное ароматическое кольцо ориентировано к гидратированному слою мицеллы. Этим же методом найдено, что бензол, Ы, М-диметил-анилин и нитробензол при их малых концентрациях солюбилизируются на поверхности мицеллы ЦЕТАБ, вытесняя с нее воду, а при повышении концентрации начинают погружаться в углеводородные слои мицелл. Полициклические углеводороды (нафталин, антрацен) по данным УФ-спектро-скопии солюбилизируются в мицеллах ионогенных и неионогенных ПАВ таким образом, что часть молекулы находится вблизи полярных групп ПАВ на поверхности мицеллы, а остальная часть погружена в неполярное углеводородное ядро. [c.72]

К. П. Мищенко и А. М. Сухотин ввели понятие границы полной сольватации, т. е. такой концентрации, при которой число молей воды, приходящихся на один моль соли, равно сумме х оординационных чисел сольватации ионов. Эта граница является как бы рубежом между зоной более разбавленных растворов, приближающихся по своей структуре к структуре воды, нарушенной присутствием и действием ионов, и зоной концентрированных растворов с нарастающим дефицитом воды, где строение системы все более приближается к структуре твердых кристаллогидратов. Некоторые термодинамические свойства растворов претерпевают заметные изменения в области границы полной сольватации. [c.149]

По потенциальным кривым определяют максимальное значение Дцв=Ац,шах и соответствующее значение 6 = 0е. Про-водят описание потенциальных кривых в соответствии с пр( Д-ставлениями о структуре и свойствах остова и функциональных групп исследованных материалов. По величинам Д lmax и 0 углеродных материалов идентифицируют тип материала, сравнивая результаты измерений н расчетов с данными табл. 10.4. [c.211]

Именно с ближней гидратацией связаны так называемые кинематические свойства растворов и механизм протекания в раст-ворал ряда процессо1в. Таким образом, напрашивается вывод, что гидратация ионов в водных растворах состоит не а связывании ио ном большей или меньшей оболочки из молекул воды. Ближняя гидратация сводится лишь к более или менее сильному взаимодействию иО На с ближайшими молекулами воды, число кото-рьгх 1в разбавленных растворах определяется квазикристалличе-ской структурой воды. [c.129]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология