Гидратация и размер ионов

Нетрудно догадаться, что энтальпия гидратации зависит от заряда и размера гидратируемого иона. В ряду ионов с однотипной электронной конфигурацией энтальпия гидратации возрастает с умень нением размера иона, например [c.169]

Числа гидратации ионов, вычисленные по формуле Стокса с поправкой на размеры иона [c.444]

У ионов кальция энергия гидратации значительно выше, чем у ионов натрия, так как размеры иона кальция меньше, а заряд иона больше, чем у натрия, и. молекулы воды притягиваются сильнее. [c.218]

Приведите значения теплот гидратации и радиусы ионов Na+, s+, Mg2+, Fe2+, Fe +, Ba +, F", I". Как влияют заряд и размеры иона на его теплоту гидратации [c.20]

Степень гидратации различных ионов и молекул неодинакова и зависит как от величины зарядов этих частиц, так и от их размеров. Чем больше заряд и меньше размеры, т. е. чем выше удельная плотность заряда, тем сильнее выражена гидратация. Таким образом, гидратные оболочки удерживаются электростатическими силами притяжения. [c.84]

Степень сольватации зависит от размера иона. Об этом свидетельствуют, например, величины энтальпий гидратации ионов (табл. 5.1). [c.177]

Энтальпия гидратации газообразных ионов d + почти в 4 раза больше, чем у Na+, хотя размеры ионов очень близки. Как это можно объяснить [c.186]

При расчете по уравнению (1V.21) мы получаем сумму теплот гидратации обоих видов ионов, образующих соль, — катионов и анионов. Для нахождения теплот гидратации отдельных ионов эту величину нужно разделить на составляющие для катионов и анионов выбор правильного метода разделения представляет довольно трудную задачу. В 1953 г. А. Ф. Капустинский, С. И. Дракин и Б. М. Якушев-ский показали, что изоэлектронные ионы, имеющие разный знак заряда (например, Na и F , К" и СГ и т. д.), в водных растворах мало отличаются по свойствам, и это различие уменьшается с ростом размера ионов. Поэтому можно с достаточной точностью определить характеристики ионов s" и Г, разделив пополам суммарные величины для sl. Имея эти величины, можно получить данные и для других ионов. Вычисленные таким образом энергии гидратации некоторых ионов приведены в последней графе табл. 27. [c.281]

Доказано, что все сильные электролиты диссоциированы в рлстворе практически нацело, независимо от концентрации их растворов. Но, несмотря на полную диссоциацию, с увеличением концентрации раствора расстояние между ионами уменьшается, а соответственно уменьшается и степень гидратации (размеры водной рубашки вокруг иона и молекулы), и поэтому электростатическое взаимодействие между положительными и отрицательными ионами электролита возрастает. Следовательно, с увеличением концентрации сильных электролитов уменьшается кажущаяся степень диссоциации, уменьшается константа диссоциации. Наоборот, в разбавленных растворах расстояния между противоположно заряженными ионами больше и взаимодействие между этими ионами мало, поэтому степень диссоциации электролитов при разбавлении растворов повышается. [c.165]

Использование реакций комплексообразования для разделения катионов металлов. В результате взаимодействия катионов металлов с комплексообразующими веществами, особенно анионного характера, изменяются основные характеристики ионов, влияющие на селективность поглощения — знак и величина заряда, структура и размеры ионов, их способность к гидратации и влияние на упорядоченность структуры воды. Эти характеристики можно изменять в широких пределах в зависимости от свойств разделяемых ионов и комплексообразующих реагентов. Комплексообразующие реагенты анионного характера (например, анионы слабых кислот) более перспективны, чем реагенты молекулярного характера (например, амины), так как взаимодействие с последними не изменяет одну из основных характеристик катионов металлов — величину их заряда. Использование реакций комплексообразования позволяет увеличивать разницу в селективности ионообменного поглощения близких по свойствам ионов металлов и вследствие. этого значительно улучшать эффективность разделения. Для ионообменно-хроматографического разделения реакции комплексообразования используют в сс-новном в двух вариантах. [c.198]

Размеры иона лития наименьшие в подгруппе щелочных металлов. Следствием этого является сильная гидратация этого иона в водных растворах. Несомненно, что хорошая растворимость некоторых солей лития (например, перхлората) в воде, спиртах, эфирах связана с энергичной сольватацией этого иона. Литий склонен к образованию ковалентных связей. В парах при высоких температурах около 1 % атомов лития существуют в виде двухатомных молекул, причем для связи в Ыг используются 25-электроны. По некоторым данным функции 5-типа не являются в таких молекулах чистыми и содержат примесь р-функций. [c.152]

Степень гидратации различных ионов и молекул неодинакова и зависит от размеров частиц и величины их заряда. Чем больше заряд и меньше размеры, т. е. чем выше удельная плотность заряда, тем сильнее гидратация (рис. 4, а). Ион Е1+ гидратирован больше, так как удельная плотность заряда у него выше, чем у иона К+. Недиссоциированные молекулы также в той или иной степени гид- [c.12]

Если Вы скажете, что чем больше размер иона, тем больше количество молекул его может окружать, то Вы будете правы лишь отчасти и этот ответ не поможет объяснить характера изменения энтальпии гидратации при переходе от лития к цезию. [c.339]

Ионные радиусы, как и металлические радиусы, растут при переходе от лития к цезию. Однако количество молекул воды, удерживаемых ионом в гидратной оболочке, несмотря на увеличение размера иона, падает. Убедитесь в этом по табл. 7.7, где приведены так называемые числа гидратации, причем условно за единицу принято число молекул воды в гидратной оболочке цезия. Представьте данные табл. 7.7 графически. [c.340]

Это объясняется малым размером иона водорода (протона), который составляет 10 от размера атома. При гидратации протон [c.256]

Величины скорости и подвижности ионов связаны определенным образом с размерами и массой ионов. Правильная закономерность уменьшения подвижности и электропроводности с увеличением размеров ионов наблюдается в расплавах солей. В водных растворах эта зависимость часто искажается вследствие неодинаковой степени гидратации ионов. Например, -подвижность иона лития в водном растворе меньше подвижности Ыа+ и других ионов щелочных металлов (высокая степень гидратации иона лития) в расплавах же его подвижность наибольшая по сравнению с Ма+, К+ и др., как и следует ожидать, исходя из размеров указанных ионов. Подвижность ионов сильно зависит от природы растворителя. Так, например, при бесконечно большом разбав- [c.268]

Причину запаздывания катионов усматривают в их частичной сорбции наружными слоями щепы, проявляемой в большей мере катионами с повышенным зарядом по сравнению с однозарядными. Возможио и дополняющее объяснение. Известно, что катионы и анионы в водном растворе присутствуют в гидратированной форме. Благодаря гидратной оболочке размеры ионов существенно увеличиваются, что затрудняет не только их проникновение в растительную ткань, по и движение в жидкой фазе. Степень гидратации ( гидратационное число ) анионов ниже, чем катионов, и поэтому они могут первыми оказаться в твердой фазе. Гидратационные числа катионов определяются их зарядом, составляя, по различным источникам, следующие величины Н+ — 5, Ма+ — 5—8, МН4+ — 4,Mg +—13—14, Са2+ — 10. Следовательно, скорость проникновения гидратированных однозарядных катионов, обладающих меньшими размерами, выше, чем гидратированных двухзарядных. Это обстоятельство имеет также прямое отношение к промышленному использованию лигносульфонатов, содержащих различные катионы. [c.206]

Растворимость галоидных солей щелочных металлов при 0° С показана в табл. 33. Если данных для 0° С в литературе нет, то в скобках указана другая температура. Из данных таблицы видно, что прямой зависимости растворимости от величины ионных радиусов нет. Это очевидно, так как растворимость зависит не только от величин энергии решетки, но и от величин теплоты гидратации. Последняя ше зависит от размеров ионов иначе, чем энергия решетки. Приблизительные данные для теплот гидратации Н можно получить путем измерения теплот растворения Ь [c.251]

Так, в случае щелочных металлов первым в ряду напряжений стоит не цезий, как, казалось бы, можно было ожидать, а литий, хотя атом лития намного труднее теряет электрон, чем атом цезия. В чем же причина особого положения лития в ряду напряжений Выше говорилось, что ряд напряжений характеризует процесс окисления металла с образованием гидратированного иона. Чем легче протекает этот процесс, тем левее располагается металл в ряду напряжений. В случае лития важную роль играет легкость гидратации иона лития из-за своих малых размеров он притягивает к себе отрицательные концы полярных молекул воды сильнее, чем пои цезия (гораздо более крупный), так как расстояние между центрами отрицательного и положительного зарядов в случае лития оказывается меньшим. В результате суммарный процесс (потеря электронов, а затем гидратация образующегося иона) оказывается в случае лития энергетически более выгодным, чем в случае цезия. [c.161]

Задача количественной характеристики гидратации сводится к оценке А г- Если АЕ >0, то тг/т>1 (положительная гидратация, вызываемая ионами малого размера или с большим зарядом, например, Li+, F , AF+, La3+). Если Д , <0, то тг/т<1 (отрицательная гидратация, при которой молекулы воды вблизи иона становятся более подвижными, чем в чистой воде). Отрицательная гидратация возникает в растворах, содержащих ионы большого размера и с малым зарядом. [c.65]

Полученные относительные значения теплот гидратации указывают па то, что размеры иона игргют важную роль в процессе гидратации. Как правило, эти теплоты в ряду близких по свойствам ионов увеличиваются при уменьшении их радиусов. [c.50]

Описанная модель структуры жидкой воды позволяет по-пово-му оценить и строение водных растворов электролитов, являющихся дисперсионной средой всех (в том числе неминерализованных) промывочных жидкостей на водной основе. Ранее гидратацию оценивали количественно только числом молекул воды, связанных ионом, — гидратацпонным числом иона. Хотя действие ионов на окружающие молекулы воды можно условно описать ка1 С электростатическое связывание ионом небольшого эффективного чис.ча молекул воды, все же при таком подходе действительная картина взаимодействия иона с водой часто искажается. Искаженные .- . г .-. представления о природе гидратации ионов осложняют и тормозят развитие наших знаний о процессах, происходящих, например, в ингибированных буровых растворах. Влиянме внедрившегося в структуру воды иона не ограничивается только переориентацией результирующих электронных центров. Большую роль играют также геометрические размеры ионов и их соответствие размерам. пустот в льдоподобных каркасах воды. Чем больше размеры иона превышают размеры этих пустот, тем интенсивнее его [c.25]

Энергия кристаллической решетки известна для многих ионных с(]единений теплоту растворения веществ можно определить экспериментально. При расчете но указанному ур авиению находят суммарное значение энтальпии гидратации катиона и аниона. Энтальпию гидратации данного иона определяют по известной энтальпии гидратации иона противоположного знака. Энтальпия гидратации зависит от заряда и размера гидратируемого иона. В ряду ионов с однотипной электронной конфигура цией энтальпия гидрагации нозрастает с уменьшением размера иона, папример (рис. 77) [c.122]

На первый взгляд кажется, что формула (IV.48) находится в противоречии с данными табл. IV.2. Так, например, при увеличении радиуса иона при переходе от катиона Li+ к катиону Rb+ подвижность не падает, а возрастает. Однако противоречие это лишь кажущееся, поскольку радиусы ионов в растворе вследствие гидратации ионов отличаются от кристаллографических. Чем меньше кристаллографический радиус, тем более сильное поле создает ион и тем в большей степени он гидратирован. Поэтому радиус гидратированного иона Li+ больше, чем радиус гидратированного иона Na +, и т. д. Однако если собственный размер иона возрастает настолько, что прочная гидратная оболочка вокруг него уже не удерживается, то при дальнейшем увеличении кристаллографического радиуса следует ожидать уменьшения подвижности. Эта закономерность и наблюдается для катионов (при переходе от s+ к [(СНз)4М]+) и для анионов (при переходе от Вг к I и далее к H3 OO ). В ряду катионов и анионов размеры ионов Rb+, s+, Вг и I являются как бы критическими при меньших собственных размерах ионов они мер становится больше, а меньше с другой стороны, при образуют прочную гидратную оболочку и их окончательный раз-ббльших собственных размерах ионов они гидратированы и ХР падает из-за увеличения собственного радиуса иона. Таким образом, ионы Rb+, s+, Br и обладают максимальной подвижностью. Для всех ионрв, за исключением Н3О+ и ОН", величины %i пои 25 °С не превышают 0,008 См-м /г-экв. [c.76]

Из таблицы видно, что Д5ц существенно зависит от основных характеристик ионов. Чем меньше размер иона и больше заряд, тем более отри с1ательное значение Д5и, т. е. усиливается положительная гидратация ионов. И наоборот, увеличение размера нона и уменьшение его заряда способствует усилению отрицательной гидратации, например, в направлении К+ Сз+, [c.247]

Катионный обмен. Простые катионы небольших размеров обладают относительно высокой плотностью заряда, поэтому их гидратация довольно сильно влияет на селективность поглощения. В связи с этим величина заряда катионов не всегда бывает определяющей, хотя можно считать, что более высоко заряженные катионы металлов поглощаются сульфокатионитами сильнее, чем менее заряженные. Так, на многих неорганических и органических ионообменниках получен ряд селективности Th + > Fe + г=г Сг + > Сц2+ > Li+ и т. п. Этот и подобные ему ряды селективности простых катионов с уменьшающейся величиной заряда совпадают с направлением изменения способности к гидратации с учетом влияния гидратации иона на структуру воды. Действительно, небольшой по размерам ион лития г = 0,68 А) легко подвергается гидратации и мало нарушает структуру воды, вследствие чего предпочтительно остается во внешнем растворе, т. е. имеет небольшую селективность поглрщения. Гидратированные крупные ионы тория (г = 0,95 А) сильнее нарушают упорядоченность структуры воды во внешнем растворе и вытесняются [c.185]

Анионный обмен. Зависимость селективности поглощения анионов от рассмотренных выше факторов сложнее, чем катионов, так как состав большинства анионов, в том числе комплексных, более сложный, а способность их к гидратации меньшая, чем у катионов. Для простых анионов, например одноатомных, с электронной конфигурацией инертного газа, склонность к гидратации уменьшается с увеличением кристаллографического размера иона этим обусловлен, например, ряд селективности Р < С1 < Вг-< 1 на сильноосновных анионитах. Для сложных ионов (анионов слабых или умеренно сильных кислот) степень их гидратации определяется силой соответствующей кислоты — чем слабее кислота, тем больше склонность аниона к гидратации. Если размеры ионов и их склонность к гидратации, определяемая силой соответствующих кислот, действуют в одном и том же направлении, то можно уверенно предсказать ряд селективности, например N07 < NOF С10 < СЮ " < СЮГ HSOJ" < [c.188]

Степень гидратации различных ионов и молекул неодинакова и зависит от размеров частиц и величины их заряда. Чем больше заряд и меньше размеры, т. е. выше удельная плотность заряда, тем сильнее гидратация (рис. 6, а). Ион Li+ гидратирован больше, так как удельная плотность заряда у него выше, чем у иона К+. Неднссоциированные молекулы также в той или иной степени гидратированы, причем их гидратная оболочка возникает только вокруг полярных групп и поэтому может быть не сплоштюй. [c.27]

Свойства биометаллов были описаны в гл. 17. Натрий и калий — элементы главной подгруппы первой группы, кальций и магний — элементы второй группы — характеризуются достаточно большими размерами атомов и ионов, постоянством степеней окисления, малой тенденцией к образованию ковалентных связей. Главное различие между ионами натрия и калия, а также кальция и магния в размерах ионов, теплотах гидратации и потенциалах ионизации. [c.562]

Характеризуют И. спец. параметрами, количественно описывающими способность к обмену и селективность при обмене в многокомпонентном р-ре. Важнейшей количеств, характеристикой И. является обменная емкость-суммарное кол-во противоионов, приходящихся на единицу массы или объема И., в мг-экв/г(мл) или ммоль/г(мл). В зависимости от условий определения различают статич. и динамич. емкость. Коэф. распределения Р характеризует способность И. концентрировать извлекаемый компонент Л-, Р-отношение концентрации этого компонента в И. (с ) к его равновесному содержанию в р-ре (с ) Р = j . Для характеристики сродства (избирательности) И. к определенному иону или компоненту р-ра используют предельный коэф. распределения Р при с -> 0. См. также Ионный обмен. Избирательность зависит от структуры И., хим. строения ионогенных групп и от того, в какой форме извлекаемый ион находится в р-ре (напр., от степени его гидратации, размера, степени сольватации ионогенными и функц. группами). Макс. сольватация сорбируемого иона в фазе И. обеспечивает высокое сродство И. к этому иону. При сорбции крупных и сильно гидратир. ионов избирательность может определяться кол-вом и размером пор И., к-рые для синтетич. орг. И. зависят от типа и кол-ва сшивающего агента и инертного р-рителя, использованных при синтезе (см., напр.. Макропористые ионообменные смолы). [c.256]

После дегидратации подобные кристаллы становятся субми-кропористыми, так что в них проникает вода и небольшие по размеру ионы. Они имеют слоистую структуру, которая в некоторых типах кремнезема способна расширяться и сжиматься в процессе ионного обмена или в процессе гидратации и дегидратации, что напоминает аналогичные эффекты, наблюдаемые в глинистых слоистых минералах. Таким образом, слоистые структуры отличаются от цеолитоподобных структур алюмосиликатов, имеющих жесткую, трехмерную решетку. На рис. 5.24 представлен микроснимок необычных чрезвычайно тонких листочков кремнезема, полученных из синтетического полисиликата натрия [495]. [c.790]

И Сз+) могут входить И в слои биотита. Кроме того, эти ионы вследствие их меньшего размера и меньшей степени гидратации вызывают разрушение вермику-литовых слоев и поэтому уменьшают размеры в направлении оси с. При сорбции малых по размеру ионов равновесие наступает медленнее вследствие диффузии ионов в нерасширяющиеся слои биотита, [c.48]

Существует экспериментальное подтверждение того, что скорости растворения определенных мономерных силикатов (например, Са25104, М 25104 и т. д.) пропорциональны скорости протекания реакций между двухвалентными катионами и молекулами воды в процессе гидратации (см. п. 3.7.1). Скорость протекания реакций между молекулами воды и щелочными ионами связана с размером ионов [Са(Н20)б > М (Н20)б > Ве(Н20)б]. Это отражается в экспериментальных скоростях реакций, где Са28104 > М 25104 > Ве25104, и контролируется относительной силой связи катион—кислород. [c.97]

Образование цеолитов в естественных условиях, возможно, происходит и за счет других силикатов. Глинистые минералы, как правило, не участвуют в реакции образования цеолитов, протекающих в природе, хотя в лабораторных условиях эти минералы могут быть нерекристаллизованы до цеолитов. Из известных нам глинистых минералов наибольшей реакционной способностью обладает галлуазит, так как он отличается малым размером частиц и невысокой степенью упорядоченности структуры. Образование анальцилга можно связать в ряде случаев с реакциями гидратации и ионного обмена калия на натрий, которым подвергался лейцит. [c.216]

Теперь о месте водорода в периодической системе. В пользу того, чтобы помещать водород в I группу, говорит прежде всего его способность образовывать положительно заряженный ион в водной среде. То, что этот ион обладает особыми свойствами, в частности подвергается особо сильной гидратации, в результате чего образуется ион НзОд , не меняет сути дела — это связано с малыми размерами иона Н+ (фактически протона). Еслп идти от более тяжелых элементов I группы к легким, то уже у лития делаются за-метнымн особые свойства, связанные с малыми размерами его иоиа. Галогены в противоположность водороду в водных растворах не обнаруживают Тенденции к образованию положительных нонов, т. е. в этом отношении оип совсем не похожи на водород. [c.217]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология