Свободные молекулы воды

В жидкой воде молекулы ассоциированы, т.е. объединены в более крупные частицы, причем устанавливается равновесие между молекулами воды, связанными в ассоциаты, и свободными молекулами воды. Наличие ассоциатов повышает температуру и кристаллизации, и испарения воды, и диэлектрическую проницаемость. При увеличении температуры растет доля свободных молекул. При испарении воды ассоциаты разрушаются и водяной пар при невысоких давлениях состоит из свободных молекул Н2О. Однако при повышении давления молекулы воды сближаются и образуют водородные связи, происходит ассоциация молекул. По мере повышения давления пар приближается по своему строению к жидкому состоянию. Это вызывает увеличение растворимости в паре соединений с ионными связями. [c.343]

Понижение растворимости газов в растворах электролитов обусловлено гидратацией ионов, что влечет за собой уменьшение концентрации свободных молекул воды. Та часть молекул воды, которая связана с ионами электролита, не является растворителем для других веществ. [c.156]

Катионы металлов в водном растворе гидратированы по крайней мере, одна из молекул воды их гидратной оболочки отдает свой протон свободной молекуле воды-растворителя . Например, в растворе нитрата железа (I I) протекают реакции [c.126]

Метод спектроскопии в ближней ИК-области позволяет измерять изменение концентрации свободной воды при добавлении электролитов. С помощью получаемых при этом данных можно оценить число молекул воды в сфере первичной гидратации. (Слабо ассоциированные молекулы воды в сфере вторичной гидратации при этом рассматриваются как свободные молекулы воды.) Возможность таких измерений основана на снижении интенсивности полосы поглощения воды при 0,96 мкм при ее ассоциации [62]. Измерения интенсивности поглощения водных растворов некоторых галогенидов щелочных металлов в дифференциальных спектрах (относительно воды) в ближней ИК-области позволяют определить степень гидратации и объем растворенного вещества [168]. Измерения проводились в области [c.416]

Здесь опущены указания на заряд центрального атома М, лиганда L и комплекса [MLj, а также на присутствие координированных и свободных молекул воды. [c.213]

По этой причине электроны связи О — Н смещены к атому кислорода и атом водорода имеет больший положительный заряд, чем в свободной молекуле воды. Частичные положительные заряды на атомах водорода притягивают основания, которые могут отнимать протоны от координированных молекул воды. Сами молекулы воды, являющейся растворителем, могут выступать как основания [c.409]

Области неплотной упаковки внутри льдоподобной структуры воды можно приближенно рассматривать как пустоты, которые играют существенную роль при растворении в воде неполярных органических веществ. При растворении молекулы этих веществ внедряются в структуру воды, что приводит к стабилизации структуры и к уменьшению внутренней энергии системы. Одно из возможных, объяснений этого. явления, предложенное О. Я. Самойловым, состоит в том, что молекулы неполярных органических веществ, заполняя пустоты, ограничивают перемещение свободных молекул воды и их тепловой обмен с молекулами воды каркаса. Это способствует стабилизации структуры воды. Ввиду того что ПАВ содержат неполярную, углеводородную цепочку, их растворение также приводит к стаби.тизации структуры воды. [c.406]

Более детальная интерпретация приведенного на рис. 2 спектра воды предлагается в работе [55]. Авторы считают, что поскольку в спектре не наблюдается полоса 3750 мr , то отсутствуют полностью свободные молекулы воды. В этом случае высокочастотная полоса в спектро воды соответствует свободным ОН-группам типа [c.12]

Чтобы повысить точность решения обратной спектральной задачи для свободной молекулы воды, было целесообразно ограни- [c.37]

Поэтому если допущение о гармоническом характере колебаний молекулы правомерно, то силовые постоянные свободной молекулы воды, найденные из любой четверки независимых уравнений, должны быть строго одинаковыми. [c.38]

Кроме указанных ограничений, которые свойственны любому модельному подходу, в нашем рассмотрении имеются еще два ограничения, обусловленные тем, что заведомо ангармоническое колебание описывается гармонической функцией. Действительно, ангармоничность колебаний свободной молекулы воды была учтена (см. гл. II, п. 1) введением спектроскопических масс атомов водорода и дейтерия. Такой манипуляцией средняя невязка частот понижалась до 1 сж , что является вполне достаточным для указания положения максимума полосы поглощения вещества, находящегося в конденсированном состоянии. [c.53]

Именно поэтому частоты v f и v f обычно не точно совпадают с 2 (Vus + Vs) соответствующих симметричных комплексов и по мере уменьшения степени асимметрии смещаются от этих значений Vuf — К Vus комплекса со слабой Н-связью, а v / — к комплекса с более сильной Н-связью. Такое соотношение частот хорошо прослеживается в спектрах свободной молекулы воды, молекулы воды, связанной с одним протоноакцепторным атомом В (НОН...В) и с двумя (В...НОН...В) (см. рис. 19). [c.76]

Действительно, во-первых, дипольные моменты не только ОН-связей молекулы паров воды, ее растворов [144] и воды в жидкой фазе [300], но и ОН-связей спиртов [77, 377] и даже радикала ОН [372] остаются в пределах 1,4—1,65 D. Все это позволяло считать, что цри образовании водородных связей дипольный момент молекулы воды меняется слабо [161] и поэтому в первом приближении в наших расчетах он может быть положен неизменным и равным дипольному моменту свободной молекулы воды р,он = = 1,50 D и = 1,84 D [144]. [c.100]

В хорошем согласии с указанными результатами находятся данные, приведенные в работах [54, 55, 61, 62]. По мере замещения натрия калием и рубидием наблюдалось падение адсорбции паров воды [54]. Найдена линейная зависимость между смещением полосы поглощения валентного колебания гидроксильной группы адсорбированных молекул воды и полосы свободных молекул воды от размера обменного катиона [55]. Кобальтовые и никелевые формы цеолитов типа А обладают повышенной адсорбцией паров воды по сравнению с натриевой и кальциевой формами [60]. [c.159]

Концентрация свободных молекул воды и электролита в полимере обеспечивает перенос компонентов раствора через материал. Если удается корректно определить коэффициент сорбции электролита или воды в полимере без влияния связанных молекул, то концентрацию свободных молекул воды и электролита можно рассчитать по уравнениям [c.51]

Различие сорбции растворов летучих и нелетучих электролитов гидрофобными и гидрофильными полимерами должно повлиять и на диффузию компонентов раствора в полимере. Наиболее подвижными компонентами раствора однозначно можно считать свободные молекулы воды и электролита. Любая форма агрегированных молекул будет иметь больший объем по сравнению со свободной молекулой, поэтому диффузия агрегата маловероятна. [c.52]

Перенос растворов электролитов через полимерные материалы в виде свободных молекул воды и электролита протекает легче всего. Независимая диффузия молекул воды и электролита в полимере осуществляется по механизму, аналогичному для паров и газов. Однако при определенной форме связывания воды и электролита в полимере может возникнуть другая кинетическая единица, обеспечивающая массоперенос ионы электролита. При сильном увлажнении в полимерном материале могут образоваться непрерывные цепочки из агрегатов воды, как бы водяные каналы, по которым ионы электролита перемещаются с коэффициентом диффузии, близким к коэффициенту диффузии электролита в воде [97, 100]. [c.52]

Диффузия растворов электролитов в полимерных материалах может быть представлена как диффузия свободных молекул воды, [c.52]

В гидрофобных полимерах связанные молекулы в переносе не участвуют, а сорбция свободных молекул воды и электролита подчиняется закону Генри. В этом случае поток каждого компонента должен быть пропорционален давлению паров компонентов раствора [c.56]

Рассмотрим, как влияет гидратация на свойства растворов неэлектролитов, например сахара, в воде. Осмотическое давление возрастает у раствора сахара быстрее, чем это следует из роста концентрации. Для объяснения этого представим, что некоторая часть молекул воды соединяется с молекулами сахара. В результате количество свободных молекул воды становится меньше, а относительная концентрация молекул сахара по отношению к оставшимся свободным молекулам воды возрастает. Фактическая концентрация сахара т (моляльная) больше, чем аналитическая концентрация т [c.232]

Необходимость включения в первую стадию этого процесса свободной молекулы воды вытекает из пропорциональности скорости реакции выделения 0 активности воды. [c.153]

Предложено много различных моделей состояния воды, но во всех этих моделях признается образование льдоподобной ажурной тетраэдрической структуры — каркаса, в котором молекулы воды соединены друг с другом водородными связями. В такой струкхуре каждая молекула воды в среднем окружена четырьмя другими молекулами воды. Наличие тетраэдрической структуры воды было впервые предсказано в классической работе Бернала и Фаулера и подтверждено позже рентгенографическими исследованиями. Наряду с молекулами, входящими в каркас, существуют свободные молекулы воды, не связанные водородными мостиками. Эти молекулы частично заполняют области неплотной упаковки внутри структуры воды, перемещаясь в них. В результате теплового движения между молекулами каркаса и свободными молекулами происходит постоянный тепловой обмен. Понижение температуры приводит к уменьшению числа свободных молекул, т. е. к упрочнению, или иначе, к стабилизации структуры воды. Повышение температуры дает обратный эффект — уменьшается число молекул, входящих в каркас, и тетраэдрическая структура воды ослабляется. [c.406]

Бернал и Фаулер высказали предположение о необходимости учета квазикристаллических свойств структуры воды, састоя-щей из совокупности тетраэдрических образований Эли и Эванс, учитывая это, рассмотрели следующий цикл а) удаление тетраэдрической группировки воды из жидкой в газо ю фазу, сопровождающееся расходом энергии б) расщепление тетраэдра на пять свободных молекул воды с затратой энергии р в) присоединение четырех молекул воды к свободному иону в газовой фазе с выделением энергии П г) возвращение тетраэдра с ионом в растворитель с изменением энергии Ту Д) возвращение одной молекулы воды (пятой) в жидкую фазу с выделением энергии X,. [c.172]

Что касается второй подсистемы - водного окружения, то она состоит из множества малых молекул, склонных, однако, в силу своей природы к образованию сильных водородных связей и электростатическим взаимодействиям. Ни одно свойство жидкой воды не может быть описано на основе предположения о полностью хаотичном движении отдельных молекул. Эксперименты, в частности инфракрасные спектры, вообще не обнаруживают в жидкой воде при комнатной температуре свободных молекул воды. Дж. Бернал еще в 1932 г. в рентгеноструктурном исследовании воды в ее жидкой фазе впервые наблюдал зародышевые формы кристаллов, а годом позже вместе с Р. Флаулером выдвинул гипотезу о существовании в воде трех типов структур, непрерывно переходящих друг в друга [44]. Тщательный статистический анализ данных о многих свойствах воды, предпринятый Г. Немети и Г. Шерагой в 1962 г., привел авторов к заключению о присутствии в воде при нормальных условиях значительных количеств ассоциатов с одной, двумя, тремя и четырьмя межмолекулярными водородными связями [45], Специфика взаимодействия воды с природной аминокислотной последовательностью, обусловливающая возможность последней к структурированию, определяется не абсолютно независимым хаотическим, тепловым движением молекул воды, а движением сложной многофазно структурированной воды, а также сильным поверхностным натяжением (большой избыточной энергией поверхностного слоя) и высокой избирательностью взаимодействий воды в контактном слое с разными по своей природе атомными группами белка. Итак, выбранная модель белкового свертывания, включающая две тесно взаимодействующие между собой подсистемы, не может быть отнесена к классическим термодинамическим макроскопическим системам. [c.94]

Гидрат НВг-4Н20 имеет еще более сложную структуру, ему соответствует структурная формула (Н904) + (Н70з) + (Вг )2- Н2О. Свободная молекула воды имеет тетраэдрическое окру- [c.429]

Нулевые частоты я коэффициенты ангармоничности первого порядка свободной молекулы воды, воды, растворенной в I., fb N, и воды в нитролите [c.22]

У свободной молекулы воды дипольный момент ОН-связи равен 1,51) и, следовательно, заряд на атоме водорода 1,56Z)/A. В то же время d Los ldq у такой молекулы равна только 0,6 DiK. Следовательно, при небольшом растяжении одной ОН-связи свободной молекулы воды растягиваемая связь становится как бы более ковалентной. Одновременно при растяжении перврй ОН-связи, как можно заключить из отрицательного значения d ildq, увеличивается ковалентность и второй ОН-связи, длина которой при этом не меняется. Поэтому уменьшение ионности растягиваемой ОН-связи свободной молекулы воды как бы индуцирует через атом кислорода понижение ионности и второй ОН-связи. [c.104]

Можно выделить две группы моделей модели двух структур и двух состояний. В первой учитывается кооперативный характер образования водородных связей в воде. К этой группе относится модель мерцающих кластеров или айсберговая модель, предложенная Франком [43], в которой вода рассматривается как идеальная смесь участков льдоподобной структуры с четырежды связанными молекулами воды и участков без водородных связей с более компактным расположением молекул. Основное отличие структуры жидкой воды от льда заключается в разрыве части связей иод действием усиленных тепловых колебаний решетки. При комнатной температуре в воде часть водородных связей разорвана. Однако равномерное распределение разорванных связей по всему объему воды невыгодно из-за кооперативного характера образования водородных связей. Образуются мнкрообласти, содержащие ассоциаты с максимальным числом водородных связей на молекулу, а следовательно, со структурой, близкой к структуре льда, обеспечивающей максимальное число связей, находящихся в равновесии со свободными молекулами воды. Локальные флуктуации энергии приводят к распаду кластеров и образованию новых упорядоченных ассоциатов — кластеров, время жизни которых порядка 10 сек. [c.9]

В гидрате гексахлорацетона отсутствуют группы СН, которые могли бы взаимодействовать с группами ОН. Оказалось, что частоты валентных колебаний групп ОН имеют необычно высокое значение по сравнению с обычными ассоциированными спиртами, что связано, вероятно, со стерическими затруднениями при образовании водородных связей [7]. Гидрат тетрахлорацетона содержит кристаллизационную воду. Частоты валентных колебаний групп ОН имеют заниженное значение вследствие неопределенности положения полос поглощения свободных молекул воды [7]. В спектре нингидрина (трикетогидриндентгидрата) имеются две сильные полосы валентных колебаний групп ОН при 3300 и 3427 см". Гидрат литиевой соли пировиноградной кислоты существует только в виде гелг-диола соответствующая натриевая соль не образует гидратов (7]. В спектре этой соли имеется одна широкая полоса при 3000 см" вследствие существования сильных [c.434]

Молекулы воды связаны друг с другом водородными связями и образуют агрегаты, которые имеют небольшое. время жизни, быстро перестраиваются и находятся в равновесии со свободными молекулами воды. Теоретически было вычислено и затем подтверждено экспериментально (с помощью ИК-спектроскопии, спе.ктров комбинационного рассеяния и работами по ЯМР), что при 20 °С нриблизительно 30% молекул воды находятся в свободном состоянии [6]. [c.109]

Басуэлл и Дьюденбосте с помощью инфракрасных спектров для обменивающихся основаниями пермутитов (глауконита или монтмориллонита) доказали существование функциональной зависимости гидратации от природы самих катионов. Так, пермутитам с ионам кальция и магния свойственна чрезвычайно большая резорбция несвязанной воды, отмечаемой по присутствию полосы поглощения при А,=2,75 а, характерной для свободных молекул воды для свдзанной воды полоса поглощения лежит при Я=2,92 1. "В пермутитах с литием,, калием и барием обнаружена только средняя резорбция воды такого рода пермутиты с натрием или водородом слабо адсорбируют воду, а пермутиты с ионами аммония практически ее не поглощают. Если в пермутитах гидроксильная группа замещается анионом фосфорной кислоты, то полоса абсорбции при А,=2,75 ц мгновенно ослабевает. [c.686]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология