Ионные компоненты воды

Вода — самое распространенное в природе химическое соединение. Она покрывает 70,8% земной поверхности и занимает примерно 1/800 объема Земли. Содержание воды в литосфере, по современным оценкам, превышает 10 км , т. е. сопоставимо с ее количеством в морях и океанах. Вода присутствует в горных породах в свободном или связанном виде. Принято выделять несколько разновидностей воды, различающихся по степени связанности от гравитационной воды, способной перемещаться под действием силы тяжести или напорного градиента, до химически связанной конституционной воды, входящей в кристаллическую решетку минералов, как правило, в виде гидроксильных групп. Содержание свободной воды может достигать десятков процентов в пористых и трещиноватых породах верхних горизонтов земной коры, резко уменьшаясь с глубиной, хотя не всегда монотонно. Распределение воды по горизонтали также весьма неоднородно на всех глубинах встречаются участки различной степени обводненности, которую, однако, нигде нельзя считать нулевой. Физическое состояние воды зависит от давления, увеличение которого составляет примерно 100 МПа на каждые 3 км глубины, и температуры, определяемой геотермическим градиентом (от 5—10 до 200 град/км). Зона жидкой воды (а также льда в высоких широтах на глубине до 1 км) сменяется областью надкритического флюида при температурах 400—450°С выше 1100°С молекулы воды диссоциированы. Многие другие свойства воды также заметно изменяются с глубиной. Так, ионное произведение воды в нижней части земной коры оказывается повышенным на шесть порядков. Возрастает при этом и способность воды образовывать гомогенные системы с компонентами вмещающих пород, находящихся в твердом или частично расплавленном состоянии. Таким образом, можно сказать, что все природные жидкие и надкритические фазы представляют собой многокомпонентные смеси, в кото- [c.83]

Ионные компоненты воды [10] [c.235]

Следует отметить, что в каждом из до сих пор написанных уравнений реакций и тех, которые еще будут приведены, все ионные компоненты обозначены так, как если бы в реакциях принимали участие простые ионы. Это, конечно, не соответствует действительности, так как все ионы в водном растворе в определенной степени гидратированы. Поэтому каждый ион можно рассматривать как окруженный определенным числом молекул воды, определяющимся силой связи и кратчайшим расстоянием, которое зависит от размера, заряда и электронной природы иона. Имея это в виду, интересно отметить, что стандартный потенциал для каждой реакции в рассмотренных полуячейках может быть изменен простой переменой окружения атома золота со степенью окисления +1, т. е. заменой молекул воды, которые окружают ион металла, другими молекулами или ионами. Мы можем проиллюстрировать это влияние окружения центрального атома на примере ионов Вг , N S , и N" в отношении стандартных потенциалов следующих полуячеек [c.321]

Поглощающий комплекс почвы представляет собой сложное сочетание минеральных, органиче.ских и органо-минеральных коллоидных компонентов. Почвенные коллоиды характеризуются большой поверхностью (около 50 м на 1 г). Это в основном и обусловливает способность почвенного поглощающего комплекса адсорбировать из окружающей среды значительные количества ионов, молекул воды, газов и других веществ. [c.278]

Для системы из трех компонентов — воды и двух солей с общим ионом — число независимых параметров, определяющих состояние системы, равно четырем две концентрации, давление и температура. Согласно правилу фаз Гиббса, наибольшее число фаз, которые могут одновременно существовать в одной системе, равно пяти. Так как Ф = К + 2 —С, то при К = 3 и С = 0, т. е. при условии нонвариантной системы, Ф = 5. Поскольку в водной системе одна из фаз — всегда пар, то при наличии жидкой фазы в системе могут одновременно присутствовать не более трех твердых фаз. [c.84]

Не только разработка методов удаления дисперсных частиц из водных сред (сточных вод и др.) основана на коллоидно-химических закономерностях, но и очистка от молекулярных и ионных компонентов строится в настоящее время на основе коллоидной химии. [c.19]

Флотационное разделение приобретает за последнее время все больший размах и широту. Так, в сочетании с методами конденсационного получения дисперсных систем (раздел 11.2) его используют для коллоидно-химического извлечения молекулярных и ионных компонентов из растворов. За последнее десятилетие в технологию прочно вступила молекулярная и ионная флотации. Например, добавление растворимых солей жирных кислот (мыл) к растворам, содержащим ионы щелочноземельных или тяжелых металлов (Ва, Са, Си, 2п и др.), приводит к образованию нерастворимых мыл, объединяющихся в коллоидные частицы, которые затем легко флотируются. Этот метод перспективен для извлечения следов ценных металлов из воды Океана. [c.60]

На основе проведенных расчетов, лабораторных и опытнопромышленных экспериментов были получены необходимые экспериментальные данные и предложено математическое описание кинетики процессов массопереноса компонентов (органических примесей, активного хлора и хлорид-ионов сточной воды) в статическом режиме работы электролизера [51]. [c.234]

Разделяющий агент изменяет условия фазового равновесия жидкость — пар в желаемом направлении. Прибавленная в раствор соль существенным образом изменяет сложный характер различных видов взаимодействия системы. Наиболее важными факторами, определяющими влияние соли на фазовое равновесие жидкость — пар, являются гидратация ионов и их электростатические характеристики. Заметную роль играют также растворимость веществ, свойства и состав разделяемой смеси. В результате действия прибавляемой соли происходит увеличение парциального давления масла как менее полярного компонента. Внесенная соль изменяет взаимное расположение молекул компонентов таким образом, что более полярный компонент— вода — благодаря электростатическому полю ионов соли стремится сгруппироваться вблизи ионов. Происходит гидратация ионов соли молекулами воды, при этом менее полярный компонент выталкивается из поля иона, т. е, высаливается, повышается его парциальное давление. [c.105]

В растворе между его компонентами устанавливается ряд равновесий, среди которых наиболее интересны системы, образуемые во- / дой и сульфид-ионами (S ), водой и гидросульфид-ионами (SH ) [4, 5] [c.334]

Как видно, емкостный ток тем больше, чем больше поверхность электрода, скорость изменения потенциала и Q (рис. 6.386). Другая составляющая остаточного тока — фарадеевская (рис. 6.38а), то есть вызванная восстановлением (кислорода, ионов водорода, воды и др.) или окислением компонентов раствора или электрода (например, ртуги). [c.775]

Электроды помещаются вне диафрагмы, а вода циркулирует, как п в предыдущем случае, через внешний сосуд. При этом уди-лег г. е ионных компонентов раствора значительно облегчается, увеличивается скорость процесса и повышается степень очищения раствора. [c.146]

Кроме разделения электролитов по знаку заряда их ионов, мембранные системы можно использовать также для разделения ионов по скоростям их переноса через мембраны. При деминерализации природных солоноватых вод в электродиализной системе ионы кальция и магния переносятся с больщей скоростью, чем ионы натрия. Поэтому деминерализуемая вода становится более мягкой, чем это можно было ожидать в результате пропорционального удаления всех ионных компонентов. [c.27]

Обезвоживание. После перехода в раствор смешанные адсорбционные комплексы диссоциируют, ионы хлора регенерируют и снова принимают участие в процессе. Молекулы воды, принимающие прямое участие в элементарных актах растворения, вытесняются ионными компонентами, концентрация которых быстро нарастает. Молекулы воды расходуются также на гидратацию ионов металла и непрерывно отводятся на периферию в составе гидратных оболочек. Идущий таким образом процесс обезвоживания не компенсируется полностью подводом воды из периферии и к некоторому моменту возникает дефицит воды. [c.98]

Необходимость введения поправки на объем вызвана тем, что уравнение (31) выведено в предположении, что следящий ионный компонент проходит тот же объем, что и соответствующий компонент ведущего раствора без учета разности парциальных молярных объемов как соли, так и воды в этих растворах. Данная поправка в основном определяется разностью объемов. [c.117]

Хлорид-ион — один из важнейших коррозионно-активных компонентов воды, вызывающий интенсивную локальную коррозию металлов. С катионами, обычно содержащимися в речных водах, хлорид-ионы не образуют малорастворимых соединений при нормальной температуре они не подвергаются гидролизу или окислению. [c.38]

Данные, полученные методами перемещающейся границы и Гитторфа, совпадают, Ю, П, Степанов, А, И. Горшков ире ,дожили недавно (1980) новый метод измерения подвижности и чисел переноса ноиных компонентов — метод изотопной границы, в котором метятся как ионный компонент, так и вода. По изменению положения изотопных меток после пропускания некоторого количества электри-чрства определяются обе искомые величины. Еще один метод нахождения чисел переноса, основанный на измерении э, д. с,, рассматривается ниже, [c.109]

Значительная доля поверхностных гидрофильных атомных групп биополимеров представлена заряженными группами. Их взаимодействие с водой и ионными компонентами растворителя во многом определяет структуру и стабильность нуклеиновых кислот и белков и термодинамические свойства их растворов. Хорошими моделями заряженных атомных групп биополимеров являются одно-одно-валентные (1-1) электролиты и цвиттерио-ны аминокислот. [c.52]

Процессы, которые протекают на бумаге при хроматографировании, можно представить следующим образом. При соприкосновении с фильтровальной бумагой растворитель (в нашем опыте это была вода) под действием канилярных сил просачивается вдоль полоски бумаги. Как только растворитель, или, как говорят, подвижная фаза, доходит до места, на которое была нанесена исследуемая смесь, начинается процесс распределения молекул или ионов компонентов смеси между подвижной фазой и неподвижной фазой последней является целлюлоза бумаги, пропитанная растворителем. Если скорость движения подвижной фазы невелика, то отношение концентраций любого компонента разделяемой смеси в подвижной и неподвижной фазах будет приближаться к равновесному распределению, которое характеризуется определенным коэффициентом распределения. [c.437]

Обратим внимание на два обстоятельства. Во-первых, компоненты — это не те виды частиц, которые могут существовать отдельно и вне системы. Так, в водном растворе Hg l2 могут существовать по меньшей мере семь видов частиц —Н2О, Н С12, гидратированные ионы Hg +, Hg l ", С1", № и ОН", — однако в этой системе лишь два компонента — вода и Hg l2. [c.79]

Из (49.20) видно, что основная компонента энергии, энергия электростатическая —(e ifs ) спадает пропорционально только второй степени расстояния, т. е. значительна даже на больших расстояниях. Для системы однозарядный ион — молекула воды на расстоянии 3 10 м она больше 40 кДж/моль без учета поляризуемости. Поэтому ион-дипольное взаимодействие играет большую роль в растворах электролитов в полярных растворителях воде, спиртах, аммиаке и т. п. Особенно велико оно для ионов с заметной поляризуемостью (Ag , ТГ) и высоким зарядом (Са , и др.). Во всех этих растворах образуются довольно стабильные продукты взаимодействия иона с несколькими молекулами растворителя — сольваты (гидраты в водных растворах). Они особенно существенны для катионов, поскольку малый радиус катиона, согласно (49.20), способствует стабильности сольвата (гидрата). Анионы, как более крупные частицы, менее сольватирораны. [c.265]

II. В системе может быть много различных родов молекул, не все из которых следует принимать за компоненты. Например, в воде, кроме молекул HjO, присутствуют в различной степени ассоциированные молекулы, ионы водорода и гидрокисла, в различной степени гидратированные, а также молекулы, содержащие изотопы водорода и кислорода. Тем не менее все эти молекулы в сумме составляют один компонент — воду, которая входит в состав сложных фаз в виде одного компонента. Примем, что [c.53]

Пусть перед нами стоит задача провести качественный анализ образца морской воды. Очевидно, без особого труда в таком образце, помимо основного компонента — воды, можно обнаружить ионы Na+, Mg2+, Са +, К+, СЬ, S04 , НСОз (СОГ). Более тщательный и кропотливый анализ, кроме выщеназванных ионов, позволяет обнаружить в образце ионы Fe +, А1 +, Мп2+, РОз". Br , F, NHi. ifi [c.16]

Из всех слагаемых уравнения (12) мольные доли необходимо выразить только для карбонат- и гидрокарбопат-иопов. Остальные равновесные концентрации можно выразить из ранее ириведепных уравнений (как аналитическую концентрацию либо через ионное произведение воды). Согласно определению, мольная доля характеризует отношение равновесной концентрации интересующей нас формы компонента к его общей концентрации (сумме равновесных концентраций всех форм его существования). Тогда [c.9]

Очистку таких стоков эффективно проводить методом реагентной или мицеллярио-усиленной ультрафильтрации, который основан на переводе растворенных низкомолекулярных компонентов в новое ассоциированное молекулярное или коллоидное состояние с последующим отделением образующихся ассоциированных форм на пористой мембране. Указанный метод позволяет объединить в себе высокую производительность при низком рабочем давлении и способность очищать воду от ионных компонентов при их селективном разделении. Механизм мицеллярио-усиленной ультрафильтрации представлен на рис. 6.37. [c.227]

Кристаллы малорастворимых соединений можно выращивать методом идротермального синтеза (например, кварц) или методом диффузии (напри-1ер, ВаЗО из Ва(ОН)а и КагЗО ), при котором ионы компонентов из двух осудов, наполненных соответствующими насыщенными растворами, диффун-(ируют в реакционную среду (в данном случае в воду). [c.135]

В группе ионообменных методов реакции, идущие на поверхности твердой фазы, происходят с непосредственным участием этой твердой фазы. Наряду с этими методами имеются еще две группы методов разделения, где твердая фаза не участвует в химической реакции. Твердая фаза является здесь, главным образом, носителем, удерживающим разделяемые компоненты в определенных местах. Иногда это удерживание основано на адсорбции вещества на поверхности носителя. В других случаях более важное значение имеет тонкий слой воды (или специальной жидкости), адсорбированный на поверхности носителя этот слой реэкстра-гирует вещество из движущегося слоя органического растворителя или поглощает его из газа и т. п. Разумеется, в таких методах невозможно применение статических приемов разделения (см. выше) возможны лишь динамические методы, когда разделяемая смесь проходит через сорбент, имеющий определенную форму, например, колонки, полоски бумаги или пластинки и т. п. К таким методам относятся бумажная (распределительная) и молекулярно-адсорбционная хроматография. Для обоих методов характерно то, что они применимы для разделения ионных компонентов молекулярных соединений. Молекулярно-адсорбционная хроматография применяется почти исключительно для разделения смесей органических соединений. [c.55]

В качестве примера можно привести работы Цвицкого [И], Эли [12] и другие, в которых была сделана попытка связать сжатие воды в гидратной сфере ионов, характерное для водных растворов электролитов, с резким понижением теплоемкости раствора по сравнению с суммой теплоемкостей компонентов. При этом учитывались результаты исследований Бриджмена [13], констатировавшего понижение теплоемкости воды под давлением. Никаких количественных результатов получить этим путем не удалось. Во-первых, давление в гидратной сфере не могло быть вычислено с достоверностью. Во-вторых, более детальные эксперименты Бриджмена показали, что теплоемкость воды понижается только вплоть до определенного давления, а далее — повышается. Наконец, наши эксперименты по изучению температурных коэффициентов интегральных теплот растворения электролитов в водном и неводных растворителях и теплоемкостей этих растворов (см. гл. VI и IX) показали, что изменения энтальпии при сольватации ионов в воде и в неводных средах являются величинами одного порядка, т. е. взаимодействия и сжатие в первой сольватной сфере весьма близки по своей интенсивности. В то же время теплоемкости неводных растворов электролитов не меньше, а больше аддитивной суммы теплоемкостей компоненте] (см. стр. 244). Очевидно, сама предпосылка теории была неверна. [c.10]

Анализ растворов и особенно твердых веществ автоматизируется пока недостаточно быстрыми темпами, а между тем это важнейшие объекты анализа. Конечно, и здесь есть достижения. В металлургической промышленности автоматизацию обеспечивают прежде всего оптические и рентгеновские квантометры, часто с пневмопочтой и ЭВМ. В значительной мере автоматическим является также анализ органических соединений методом газовой хроматографии эти методы получили применение в нефтехимической, коксохимической и других отраслях промышленности. Созданы приборы для непрерывного определения компонентов вод. Примерохм могут быть кислородомеры, полярографические концентратомеры для определения ионов и др. [c.38]