Неполярные молекулы в воде

Полярные кристаллы СНзСООН растворяются в любых соотношениях в полярной среде, создаваемой молекулами НаО, а кристаллы йода, составленные из неполярных молекул, в воде нерастворимы. Бензол. [c.247]

Очень низкие концентрации растворов неполярных молекул в воде делают измерения растворимости практически единственным экспериментальным источником информации о термодинамических свойствах раствора. Если в случае растворов газов подобная ситуация является обычной и для неводных растворителей, то изучение свойств водных растворов жидких углеводородов и их неполярных и малополярных производных (например, галогенидов) является крайне трудной задачей. Не случайно, для алкилгалогенидов — важных субстратов в реакциях нуклеофильного замещения (см. гл. VI)—отсутствуют термодинамические данные о характеристиках гидратации. Ароматические углеводороды растворяются в воде существенно лучше (что объясняется, по-видимому, взаимодействием молекул воды с п-электронами аренов), и это позволяет исследовать растворы некоторых из них другими методами (в частности, калориметрически — см. ниже). [c.16]

Эти данные подтверждают вывод, который сделан выше, а именно растворение неполярных молекул в воде — процесс, контролируемый энтропийным фактором. В этом отношении он существенно отличается от растворения в органических, менее структурированных растворителях. [c.34]

Привлечение уравнения (VI. 6), в котором в данном случае п=1, с учетом того, что химические потенциалы неполярных молекул в воде имеют аномально высокие, а парциальные мольные энтропии — аномально низкие значения, делает соотношение величин в табл. VI. 1 логичным и в какой-то мере обусловленным гидрофобной гидратацией. Более детальное рассмотрение [c.173]

НЕПОЛЯРНЫЕ МОЛЕКУЛЫ В ВОДЕ [c.262]

В теоретич. аспекте Г. в. рассматривают в рамках общей проблемы влияния среды на межмолекулярные взаимодействия. Внедрение неполярной молекулы в воду невозможно без нарушения образуемой молекулами воды простраи- ственной сетки прочных водородных связей. Для такого внедрения требуется значит, затрата работы, т.е. повышается своб. энергия системы (изохорно-изотермич. потенциал, или энергия Гельмгольца). В результате неполярные молекулы в воде начинают притягиваться, поскольку при их сближении термодинамически невыгодный контакт с водой в тон или иной степени устраняется и своб. энергия системы понижается. Вызываемые присутствием неполярной молекулы искажения в структуре воды могут передаваться на значит, расстояния по цепочкам водородных связей и обусловливать дальнодействие сил Г. в. Эти искажения носят упорядоченный характер и сопровождаются уменьшением энтропии системы энтропийная природа Г. в. и проявляется в его усилении при повышении т-ры. [c.568]

Поскольку эффективный потешщал взаимод. молекул в жидкой среде (т. наз. потенциал средней силы) представляет собой суммарный результат взаимод. большого числа молекул, точное определение его параметров является сложной теоретич. задачей, решаемой в рамках разл. моделей жидкого состояния (см. Жидкость). Энергия Г. в. неполярных молекул в воде, отвечающая глубине потенциальной ямы, т.е. эффективная энергия межмол. связи, может превосходить энергию дисперсионного взаимодействия этих же молекул в отсутствие среды (в вакууме). В отличие от потенциала взаимод. молекул в отсутствие среды потенциал Г. в. имеет осциллирующий характер (наблюдается чередование минимумов и максимумов с периодом порядка диаметра молекул среды). [c.568]

Альтернативные нредставлення о )астворении неполярных молекул в воде представлены в работе [30]. Анализ экспериментальных данных, в частности, по растворению углеводородов в концентрированных солевых растворах, а также температурной зависимости растворимости углеводородов приводит автора к выводу, что растворимость углеводородов в воде обусловлена несвязанными молекулами воды, кластеры же оказывают на углеводороды [c.13]

Значения энергии гидратации для всех таких соединений найдены примерно одинаковыми и отличаются на 1—2 ккал от среднего значения — ДЯ°=16 ккал1моль. Эти кристаллогидраты имеют пентагональную структуру, а не гексагональную, как в обычной структуре льда. Выходит, что наличие неполярных молекул в воде приводит к упорядоченному расположению вокруг них молекул воды с образованием пентаго-нальной поликристаллической структуры. [c.184]

Гораздо удачнее оказывается полуэмпирическое рассмотрение проблемы высаливания, основанное иа учете влияния солей на плотность когезионной энергии или внутреннее давление воды [25, 45, 49]. Внесение неполярной молекулы в воду можно разделить на две стадии разъединение молекул воды с образованием полости, в которой может поместиться вносимая молекула, и внесение молекулы в эту полость. При растворении неполярных молекул, которые не могут сильно взаимодействовать с водой, основная часть свободной энергии, требуемой для осуществления процесса, должна затрачиваться на уменьшение взаимного сцепления молекул воды на первой стадии. Это основная причина низкой растворимости органических веществ в воде, если их молекулы недостаточно полярны, чтобы, взаимодействуя с водой на второй стадии, компенсировать эти затраты свободной энергии (гл. 8). Таким образом, добавление какого-либо вещества, способного увеличивать среднюю когезионную энергию, т. е. энергию сцепления молекул воды между собой, будет затруднять их раъединение на первой стадии процесса растворения. Напротив, добавление таких веществ, как спирты, которые способны уменьшать среднее взаимное сцепление молекул воды, будет облегчать этот процесс. Большинство солей увеличивает среднюю силу взаимного сцепления молекул воды и плотность когезионной энергии водного раствора. Это проявляется экспериментально в электро-стрикции и возрастании поверхностного натяжения. Таким образом, в соответствии с рассмотренной моделью в большинстве случаев должно наблюдаться высаливание неполярных веществ, неспособных сильно взаимодействовать с водой. Высаливание можно рассматривать просто как выталкивание неполярных молекул, вызываемое электрострикцией и увеличением средней силы взаимного сцепления молекул растворителя в присутствии соли. [c.291]

Что же означает уменьшение энтропии при растворении неполярных молекул в воде Прямые физические методы показывают, что оно связано с увеличением доли кластеров. При растворении молекулы углеводородов втискиваются в полости внутри тетраэдрических ячеек кластеров, вытесняя оттуда неструктурированную воду. Последняя образует новые кластеры и упорядоченность системы увеличивается, а значит, энтропия уменьшается. Поэтому гидрофобные взаимодействия являются результатом свойств воды, а не каких-то особых сил, связывггсщих неполярные группы друг с другом. Таким образом, ассоциация неполярных молекул в воде за счет гидрофобных взаимодействий определяется выталкивающим действием воды на неполярные соединения, что обусловлено тенденцией молекул воды к достижению состояния максимальной неупорядоченности (максимальной энтропии). [c.75]

Итак, вода играет важную роль в стабилизации стэкинга. Но мы не можем безоговорочно утверждать, что гидрофобные взаимодействия — это главные силы, стабилизирующие стопкообразные структуры неполярных молекул в воде. Эти взаимодействия являются эндотермическими и, следовательно, определяются энтропией. В то же время стэкинг-взаимодействие оказывается экзотермическим. Чтобы глубже понять природу сил, стабилизирующих стэкинг, Д. Крозерс и Д. Ратнер (1968 г.) исследовали термодинамику межплоскостного взаимодействия дезоксигуанозина и актиномицина в растворе. Структура актиномицина показана на рис. 23.24 в этой молекуле имеется феноксазоновое [c.309]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология