Гидраты и водные клатраты

Опреснение воды с помощью гидратных процессов. Гидраты — нестехиометрические соединения (водные клатраты), в которых молекулы удерживаются метастабильной, построенной из молекул воды, кристаллической решеткой хозяина с помощью водородных связей [44]. Очевидно, что такое включение возможно лишь при соответствии размеров полости в кристаллах молекул хозяев размерам молекул гостей . Считается, что важную роль в [c.11]

Для выделения некоторых углеводородов, в частности циклопентана и циклогексана, могут использоваться и гидраты, образующиеся при 0.- 18°С с 0,4—0,7% водным раствором вспомогательного газа — сероводорода [171]. В этом случае стабильность клатратов определяется не значением критического диаметра молекул углеводорода, как это имеет место при адсорбции на цеолитах или комплексообразовании с мочевиной, а зависит от максимального размера молекул гостя. Так, алканы с температурами кипения, близкими к температуре кипения циклопентана и циклогексана, например гексан, длина, молекулы которого больше диаметра клеток в кристаллической решетке гидратов, не способен к образованию водных клатратов даже в присутствии вспомогательного газа. [c.79]

Водные клатраты (газовые гидраты) [c.119]

Гидраты и водные клатраты [c.254]

Водные клатраты, или газовые гидраты, известны давно. В 1811 г. Х.Дэви открыл газовый гидрат хлора. Несколько позже были проведены первые исследования клатратных соединений углеводородных газов с водой. [c.70]

Расчеты Полинга [И] дали несколько меньшие значения сечений пустот в кластерах, находящиеся в пределах 5,2—5,9 А. Учитывая, однако, слишком приближенный характер таких расчетов, можно допустить, что большая из величин, полученных Полингом, также удовлетворительно согласуется с представлениями о структуре клатратной воды в разбавленных водных растворах ацетона. При молярной доле ацетона больше 0,05 клатрат-ная струк ура гидратов начинает разрушаться, хотя некоторая рыхлая клатратная структура растворов, по-видимому, сохраняется вплоть до довольно больших концентраций ацетона. В интервале молярных долей от О до 0,3 появляются экстремаль- [c.15]

Среди рассматриваемых элементов наибольшей растворимостью в воде обладает бром (О °С, 4,22 г в 100 г НгО), а наименьшей — иод (О с, 0,01 г в 100 г НгО). Растворы хлора и брома в воде получили название хлорной и бромной воды. При охлаждении таких растворов ниже О °С кристаллизуются нестехиометрические гидраты С1г 5,75 НгО и Вгг 7,б7 НгО, называемые клатратами или соединениями включения. В полости кристаллического каркаса, образованного молекулами воды, включены молекулы хлора или брома (см. раздел 29.4). В водном растворе часть молекул галогенов взаимодействует с растворителем (реакции диспропорционирования) [c.326]

Одним из специфических свойств газообразных алканов является способность образовывать с водой газовые гидраты (водные клатраты) - кристаллические вещества, внешне похожие на снег или рыхлый лед с общей формулой Л/ /1Н2О (Л/ - молекула углеводорода). [c.73]

Алканы с температурами кипения, близкими к температуре кипения циклопентана и циклогексана, например гексан, длина молекулы которого (1,03 нм) больше размера клеток в кристаллической решетке гидратов, не способны к образованию-водных клатратов даже в присутствии вспомогательного газа. Поэтому, проводя клатратообразование при О—18°С с 0,4— [c.89]

Настоящая книга не является первым опытом обобщения физико-химической и геологической информации по газовым гидратам. Значительные усилия в этом направлении предпринимались и ранее. Отметим наиболее интересные работы за последние 10—15 лет. Так Д. В. Дэвидсон опубликовал в 1973 и 1984 гг. фундаментальные обзоры по физико-химическим свойствам газовых гидратов, а Ж. А. Джеффри (1967, 1969, 1984 гг.), Ю. А. Дядин и К. А. Удачин (1987 г.)—обзоры по строению и устойчивости водных клатратов (их можно приравнять к монографиям). В 1974 г. появилась книга Ю. Ф. Макогона Гидраты природных газов , а в 1980 г. опубликована подробная монография Газовые гидраты под редакцией С. Ш. Быка. Весьма детальное изложение исследований не только зарубежных, но и советских авторов представили в 1983 г. венгерские специалисты Е. Берец и М. Балла-Ачс в своей книге Газовые гидраты . В 1985 г. опубликованы еще одна монография Ю. Ф. Макогона Газовые гидраты, предупреждение их образования и использования , брошюра [c.3]

Изучение кинетики образования газовых гидратов ведется с начала 60-х годов, когда В. Кнокс с соавторами (1961 г.) выполнил первые исследования скорости образования гидрата пропана. В дальнейшем было проведено множество исследований кинетики образования водных клатратов различных веществ, в том числе и гидратов природных газов. Следует, однако, отметить, что большинство экспериментальных исследований кинетики выполнено, главным образом, для целей химической технологии, поэтому они проводились в реакторах с ме- [c.112]

Галогены хорошо растворимы в органических растворителях. При охлаждении водных растворов СЬ и Вг2 выделяются клатраты, имеющие состав, близкий к СЬ-5,75Н20 ( гидрат хлора ) и Вг2-7,66И20. с крахмалом иод дает соединение включения яркосинего цвета его образование является аналитической реакцией на Ь- [c.474]

Соединения включения весьма распространены. Клатратами, например, являются так называемые гидраты газов. Они представляют собой кристаллы льда, в междоузельные пространства (см. рис. 50, в) которых включены молекулы СЬ, H2S, SO2, Аг, Хе, СН4 (или других углеводородов) и пр. По внешнему виду эти клатраты напоминают снег или рыхлый лед. Наиболее распространены гидраты газов со средним составом Х-бНаО (X — молекула гостя ). Первым был получен гидрат хлора СЬ-бНгО (Г. Дэви, 1911 г.) при охлаждении насыщенного хлором водного раствора. Этот клат-рат представляет собой желтые кристаллы, которые разлагаются при 9,6° С. [c.111]

Предположение о возможном образовании определенных структур в водных растворах неэлектролитов возникает на основании исследования структур твердых газогидратов и клатратов углеводородов [16, 30). По аналогии можно допустить, что образование гидратов при растворении неполярных веществ в воде должно приводить к упро Анению структуры воды [31 ]. В этом отношении большой интерес представляет работа Н. В. Чека-лина и М. И. Шахпаронова [32], в которой подробно рассмотрены водные растворы ацетона и спиртов. При малых концентрациях ацетона в водных растворах образуются клатраты состава (СНз)2СО - 17Н2О, концентрация которых достигает максимума при молярной доле ацетона в растворе, равной 0,05. Такая концентрация раствора соответствует заполнению молекулами ацетона всех больших пустот клатратной структуры. Н. В. Чека-лин и М. И. Шахпаронов считают, что размеры молекулы ацетона (среднее вандерваальсовское сечение около 6,1 А) позволяют ей свободно вращаться в пустотах кластеров, не взаимодействуя существенно с молекулами воды, входящими в структуру кластера. [c.15]

При изучении основных процессов переноса в водных биомолекулярных системах биологи исследовали гидраты с помощью методов электронной микроскопии и электронной дифракции. Они предлагают использовать гидраты в качестве основы для непосредственного изучения биологических систем в их нативном гидратном состоянии. Отмечая, что открытая структура воды способствует образованию клатратов, Фернандес-Моран [93] сообщил об исследованиях, которые позволяют представить структуру воды в виде клеточных составных частей с помощью локальных образований гидратов ксенона и аргона и муаровых узоров, проступающих через наложенные изоморфные кристаллы. В результате комбинирован- [c.144]

Несколько иной подход к объяснению свойств растворов неэлектролитов был предложен Клаузеном и Полгейзом [79] и Глу и Мелвин-Хьюзом [80]. Они предположили, что в водных растворах может существовать усредненная по времени клатратная структура, подобная структуре гидратов газов. По мнению Вена и Сайто [81], аналогичная картина справедлива и для больших по размеру солей тетралкиламмония. В соответствии с этим предположением авторами было найдено, что парциальный моляльный объем (н-Ви)4МВг проходит через минимум при соотношении в растворе молекул воды и соли, приблизительно равном их соотношению в клатрате твердых гидратов соли. Недавно Глу с сотрудниками [82] получил дальнейшее подтверждение этих представлений, показав, что парциальный моляльный объем многих водных растворов неэлектролитов проходит через минимум, в то время как активность воды и химический сдвиг ядерного магнитного резонанса (ЯМР) проходит через максимум при приблизительном совпадении количества молекул воды, приходящихся на каждую молекулу неэлектролита с координационным числом соответствующей твердой соли гидрата. [c.23]

Значение описанных эффектов с участием связанной воды ярко иллюстрирует анализ проблемы общего наркоза. Совершенно ясно, что гипотеза о клатрато-подобных структурах в водном растворе биологически активных веществ позволяет чрезвычайно выпукло представить широкий круг явлений в данной области. Гибкость поведения расслаивающихся растворов и чувствительность их к внешним воздействиям дают основание считать идею о фазовых переходах жидкость — жидкость новым ценным, если пе решающим, шагом вперед со времени построения гидратной теории наркоза. Созданная Л. Полингом, эта теория, как иавеетно, связывала наркоз с кристаллизацией гидратов, т. е. с фазовым переходом типа жидкость — твер-дое тело. [c.4]

Добавление в солевой раствор 10" М раствора адреналина за очень короткое время (1—2 минуты) приводит к резкому увеличению расщепления спектра. По своим параметрам этот спектр отвечает спектрам хорошо промытых образцов, что означает действительно, под действием адреналина коллаген переходит в состояние, в котором он освобождает связанный натрий. Но самым интересным для нас является факт резкого увеличения температуры плавления клатратного гидрата коллагена на 10—15° С. Напомним, что ранее (в гл. I) мы искали подобное повышение под действием ксенона. Высокая скорость диффузии указывает на то, что, как и при диффузии натрия, адреналин заселяет какие-то поверхностные центры в структуре коллагена, тогда как объемная фаза воды в каналах структуры остается ненарушенной. Для клатратных гидратов в таких случаях увеличение температуры плавления клатрата зачастую сопровождается одновременным понижением температуры фазового перехода расслоения. Можно предполагать поэтому, что присоединение адреналина к коллагену также сопровождается понижением устойчивости водных клеток вокруг тех фрагментов структуры белка, к которым присоединяется адре-надин. [c.80]

В заключение отметим, что увеличение количества молекул в объемной фазе (за счет принудительного>> увелнченйя межслоевого расстояния) должно, очевидно, приводить к появлению обычной жидкой фазы воды за пределами прилегающих к твердым поверхностялЕ двух —трех слоев связанной воды. Такое резкое увеличение толщины водных слоев наблюдается при замещении обменных ионов натрия или кальция крупными органическими ионами типа тетрабутиламмония. При наличии таких ионов в межслоевом пространстве монтмориллонит приобретает способность сильно набухать. Рентгеновское исследование показывает, что расстояние между слоями может увеличиваться до нескольких десятков ангстрем и более. Склонность к набуханию в данном случае, вероятно, связана с клатрат-ной гидратацией крупных органических катионов (взамен шести координированных гидрат-ионов кальция в двухслойной упаковке). Поскольку общее количество обменных ионов относительно невелико, координирующие их молекулы воды вносят малый вклад в свойства межслоевых фаз. Во всяком случае, температура замерзания поды в слое толщиной около 1(Ю А (—2°С) близка к температуре замерзания обычной воды. [c.138]

Структура многих гидратов определена рентгеноструктурными исследованиями и кристаллохимическим моделированием еще в 50-е годы (Штакельберг, Клауссен, Полинг, Марш). В последние годы выполнены детальные нейтронографические исследования некоторых дейтерогидратов, которые дают более полные сведения о строении гидратов (дополняющие данные рентгеноструктурного анализа по расположению атомов водорода в водной решетке клатрата).Анализ структурных исследований приведен в [1, 5]. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология