Теории водных растворов неполярных веществ

ТЕОРИИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НЕПОЛЯРНЫХ ВЕЩЕСТВ [c.29]

Последовательно строгой теории водных растворов даже неполярных веществ в настоящее время нет из-за отсутствия точных потенциальных функций взаимодействия вода—вода и вода—неэлектролит. Это тем более справедливо для систем, рассматриваемых в этой главе, поскольку здесь потенциал W—S должен быть индивидуален для каждого конкретного S. До решения этой проблемы, по-видимому, еще весьма далеко. Поэтому на данном этапе чрезвычайно важна задача получения прецизионных экспериментальных данных для возможно большего числа систем, и поиск эмпирических корреляций. Наряду с самостоятельной ролью в изучении строения растворов и характера межмолекулярных взаимодействий в них, такой подход должен способствовать и прогрессу теории, так как совместно с квантово-химическими [c.43]

Метод МД подтверждает, что второй минимум функции 0)32(0 Д я водных растворов неполярных веществ достаточно глубок. В работе [24] (214 молекул воды с потенцишюм ST2) было найдено, что два атома неона, помещенные в начальный момент времени г = О на расстоянии 22 = = 0,31 нм сближаются до 0,28 нм, остаются на этом расстоянии около 2,5 10" с (шаг по времени 2,1261 10 с), затем расходятся на расстояние около 0,6 нм, примерно равное сумме Стц +022,и остаются на нем в течение 5 10 с (окончание счета). Интересно отметить, что теория [9] предсказывает сокращение межатомных расстояний за счет сольвофобной сольватации такое, что положение первого минимума по абсциссе оказьшается несколько меньшим 022- В частности, установлено, что происходит даже сокращение длины связи в молекуле брома, растворенного в жидком аргоне [25], [c.77]

Для объяснения необычных свойств водных растворов неполярных веществ предлагались не только модели смесей, но и другие, некоторые из которых мы кратко уже рассмотрели. Еще одну полуэмпирическую теорию предложили недавно Пратт и Чэндлер [71]. В этой теории силы отталкивания описываются теоретическим потенциалом, а силы притяжения между молекулами воды — путем использования известных с большой точностью парных коррелятивных функций кислород — кислород в чистой воде. [c.41]

Растворы, для которых выполняется это соотношение, были названы Хильдебрандом регулярными [16]. Эти растворы утрачивают однородность и расслаиваются на две фазы, когда Ам° превосходит 2кТ. Теорию Хильдебранда в последствии неоднократно видоизменяли. Уже в момент своего возникновения эта теория оказалась применимой для качественного описания бинарных жидких растворов неполярных веществ, даже в тех случаях, когда форма молекул отличалась от сферической. С ростом полярности молекул растворителя или растворенного вещества теория становится все менее адекватной и почти полностью утрачивает смысл для большинства водных растворов. Как будет показано ниже, приближение, учитывающее только взаимодействие с ближайшими соседями, оказывается совершенно ошибочным нри определении потенциальной энергии жидкой воды. [c.23]

Водные растворы благородных газов и других неполярных веществ характеризуются целым рядом аномальных свойств, которые не нашли пока удовлетворительного объяснения в физических теориях. Значительно большего успеха удалось достичь при использовании в теоретических построениях модельных представлений и расчетов. Одной из первых таких работ является статья Эли [53], который предложил разделить процесс растворения на две стадии образование полости в воде (процесс Л) и переход в эту полость атома благородного газа (процесс В). При этом полагалось, что вследствие ажурного строения воды при 277 К процесс Л не сопровождается какими-либо изменениями ее свойств. Уменьшение растворимости с ростом температуры Эли объясняет происходящим при этом переходом воды в более плотно упакованное состояние и возрастанием роли процесса А. Однако данное на этой основе объяснение Hajm4HH минимумов на кривых температурных зависимостей растворимости газов в воде представляется неубедительным, так как из этих рассуждений следует, что температура минимальной растворимости газа с ростом радиуса атома благородного газа должна смещаться в низкотемпературную область. Такой вывод противоречит современным экспериментальным данным. [c.115]

Хертцем опубликована работа [И], в которой он провел тщательный критический анализ явлений, связанных со стабилизацией структуры воды растворенными молекулами и теорий айсбергов. Автор предлагает вместо последнего термина, способного ввести в заблуждение, термин вторичная гидратация. Этим он обращает внимание на существующее в водных растворах явление молекулы воды в непосредственной близости от неполярных молекул ведут себя в некотором отношении так, каж будто их температура ниже температуры остального раствора. В качестве меры температуры , которой обладает упорядоченная структура, он принимает остроту максимума функции молекулярного распределения, учитывающей в том числе и ориентацию. Однако теоретические и экспериментальные способы определения функции распределения очень сложны и до сих лор не существует удовлетворительных методов, позволяющих сделать это достаточно надежно. Таким образом, из имеющихся экспериментальных данных нельзя сделать однозначных заключений о структурных изменениях, происходящих в воде под действ ием растворенного вещества. Некоторые свойства раствора указывают на упрочнение структуры жидкости, в то время как другие можно объяснить уменьщением числа водородных связей, т. е. при определенных условиях происходят разрыхление структуры. Кажущееся упрочнение структуры может в действительности сопровождаться разрывом лли деформацией водородных связей. [c.78]

В соответствии с теорией моющего действия, созданной П. А. Ребиндером, молекулы ПАВ всегда ориентированы определенным образом [1 ]. В водном растворе ПАВ ориентируются неполярной частью в наиравленип к поверхности, а полярной — внутрь раствора. Углеводородная часть молекулы как бы плавает на поверхности, в то время как водорастворимая часть погружена в воду. Такая ориентация способствует и максимальной концентрации веществ, и образованию мопомолекулярного слоя ПАВ на границе раздела фаз. По сути образуется новый поверхностный слой с особыми физико-химическими свойствами. [c.8]

Если иметь в виду применение теории для целей предсказания, то сравнительно надежных результатов можно ожидать, по-видимому, при расчетах констант Генри по методу Пьеротти для неполярных Газов в неполярных растворителях и лишь легких неполярных газов в полярных растворителях (заметим, что наиболее целесообразно проводить подобные расчеты при исследовании серий различных растворенных веществ в данном растворителе). Наличие специфических взаимодействий между молекулами растворенного вещества и растворителя является препятствием к успешному применению формул Пьеротти, и надо помнить, что, в частности, в водных растворах данное явление встречается довольно часто (в работе [61 ] оно отмечается, например, для растворенных в воде ацетилена, бензола). [c.68]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология