Гидратные слои

Рис. 1.9, Схема расположения гидратных слоев воды и ионов при различных концентрациях соли

Поглощенную ионитом воду подразделяют на гидратную и свободную. Гидратная — вода, необходимая для образования первичных гидратных слоев, упаковка молекул воды в которых плотнее, чем в свободном состоянии. Вода, поглощенная сверх количества, нужного для образования первичных гидратных слоев, носит [c.374]

Эта формула дает лучшую сходимость с опытом, чем формула Борна. Метод Ван-Аркеля и де-Бура отличается от борновского тем, что в нем процесс гидратации разделяется на два этапа. Энергия образования первого гидратного слоя вычисляется на основе взаимодействия между газообразным ионом и полярными молекулами воды, т. е. взаимодействия, происходящего вне сферы жидкой фазы. Такой способ расчета позволяет учесть свойства отдельных молекул воды (их дипольные моменты, поляризуемость и т. п.). Поэтому при рассмотрении процесса образования первого гидратного слоя, где эти свойства особенно важны, появляется возможность отказаться от представления о воде лишь как о среде с определенной диэлектрической пропицаемостью. Поскольку на второй стадии цикла в воду вносится ион, уже частично гидратированный, с радиусом, зиачителглю большим, чем радиус исходного иона, то одна и та же ошибка в его определении здесь будет иметь меньи ее значение. Возмуихения, вызванные введением такого гидратированного иоиа в воду, будут меньшими, и представление о воде как о непрерывной среде с определенной диэлектрической проницаемостью, а следовательно, и применение формулы (2.14) оказываются более оправданными, чем в методе Борна. Молекулу воды Ван-Аркель и де-Бур представляют себе в виде с([)еры с радиусом 0,125 нм и электрическим моментом диполя, равкым 6,17-10 ° Кл.м (1,85 0). [c.59]

В результате процесса сольватации в растворе должны присутствовать не свободные иопы, а ионы с сольватной оболочкой. Как уже отмечалось, Бокрис и Конвеи различают первичную и вторичную сольватную оболочки. Для понимания многих электрохимических процессов важно знать, сколько молекул раствортеля входит во внутреннюю сольват11ую оболочку. Это количество молекул называется числом сольватации п,., или, в случае водных растворов, числом гидратации ионов Пу. Они имеют относительное значение и дают ориентировочные сведения о ч теле молекул растворителя, входящих во внутренний слой. Различные методы определения чисел сольватации приводят к значениям, существенно отличающимся друг от друга. В методе Улиха предполагается, что образование внутреннего гидратного слоя подобно замерзанию воды. Такое представление разделяют и многие другие авторы, Эли и Эванс, например, сравнивают сольватный слой с микроскопическим айсбергом, сформировавшимся вокруг частицы растворенного вещества. Так как уменьшение энтропии при замерзании воды составляет 25,08 Дж/моль град, то число гидратации [c.66]

Метод Ван-Аркеля и де-Бура. Одним пз первых модельных методов расчета энергии гидратации был метод Ван-Аркеля и де-Бура (1928). Они предложили расчленит ) энергию гидратации на две компоненты, одна из которых соответствует энергии образования первого гидратного слоя, а другая — дальнейшему процессу гидратации. Энергию гидратации они рассчитывали при помощи цикла, приведенного иа рис. 2.2. [c.58]

Испаряется п молекул водь, необходимых для образования первого гидратного слоя (п в согласии с наиболее часто встречающимися координационными числами принимается равным 4, 6 или [c.58]

Считая, что молекулы воды, образующие внутренний гидратный слой вокруг иона, не участвуют в процессах ориентации и поляризации, т, е. не определяют величины диэлектрической проницаемости, можно написать [c.66]

Число гидратации можно также получить, измеряя сжимаемость воды и раствора. Коэффициент сжатия для первого гидратного слоя должен быть меньше, чем для остального растворителя. Определив [c.66]

Если капли эмульсии не заряжены, стабилизация осуществляется связыванием молекул воды в гидратный слой на поверхности. Это ведет к повышению энергетического барьера, который контролируется количеством молекул воды, присоединенных к каждой молекуле адсорбированного эмульгатора. [c.138]

Поверхностно-активные вещества и высокомолекулярные соединения, создающие адсорбционно-гидратные слои, которые служат структурно-механическим барьером, называются стабилизаторами. [c.78]

Расклинивающее давление гидратных слоев [c.61]

При смачивании сухой породы поверхность раздела между водой и воздухом в порах искривляется. Существующий у искривленной поверхности избыток свободной энергии приводит к возникновению капиллярного давления АР, возрастающего с увеличением поверхностного натяжения а на границе вода—воздух и с уменьшением радиуса кривизны поверхности натяжения R (АР = =2a R). Капиллярное давление обеспечивает подпитку водой норовых и трещинных каналов в глине. Вода, проникая по порам внутрь породы, смачивает поверхности новых частиц, образует вокруг них гидратные слои. [c.63]

При рассмотрении процессов коагуляции электролитами применительно к водным промывочным жидкостям (глинистым суспензиям) следует учитывать наличие у глинистых частиц развитого адсорбционно-гидратного слоя. Коагуляция электролитами в таких системах обусловлена дегидратацией частиц и изменением конформации полимерных молекул, находящихся в слое. Степень коагуляции глинистых частиц во всех случаях также увеличивается в результате введения электролитов, в количествах достаточных для заполнения адсорбционного слоя. При введении солей поливалентных металлов коагуляция еще более возрастает. [c.74]

В результате некомпенсированных молекулярных сил на поверхности твердой фазы образуются сольватные (гидратные) слои, толщина которых между двумя пластинами для отдельных твердых тел определяется экспериментально. Установлено, что свойства жидкости, находящейся в сольватном (гидратном) слое, значительно отличаются от ее свойств в об1>еме раствора. Значительно повышаются ее вязкость, сопротивление сдвигу, упругость и другие свойства. Эти слои, несмотря на их весьма малую величину, существенно изменяют природу взаимодействия поверхностей. [c.17]

Основную роль в межпакетном набухании и в образовании сольватных (гидратных) слоев на внешних поверхностях минералов, видимо, играют адсорбционные силы. [c.18]

В этих опыта с можно наблюдать так называемый период релаксации [68] и малое сопротивление разрушению [92]. Эти данные показывают ошибочность мнений многих авторов о существовании особых механических свойств глин, проявляющихся при создании на них нагрузки, будь то горное давление или моделирование его в лабораторных условиях. Здесь наблюдается типичное проявление адсорбционных свойств глин. В результате набухания частиц глин под действием паров воды (капиллярная конденсация), находящихся в воздухе, образцы глин снижают свою механическую прочность, и при соответствующем сочетании набухания частиц глин и внешней нагрузки на образец последний разрушается. При этом наблюдается адсорбционное понижение твердости, а не какие-либо особые механические свойства глин. Поскольку глина из СКВ. 9 обладает значительно меньшей удельной поверхностью, чем глин из СКВ. 32, то для снижения ее прочности до разрушения требуемся значительно меньшее количество воды для образования равновесных гидратных слоев. Но нагрузка на эту глину была почти вдвое меньше, чем на глину скв. 32, вследствие чего разрушение последней произошло раньше. [c.91]

В состав защитных слоев также входят молекулы дисперсионной среды (воды), поэтому можно сказать, что молекулы эмульгатора гидратированы. Таким образом, на поверхности битумной капли формируется адсорбционно-гидратный слой, который и играет решающую роль в стабилизации системы. Защитная оболочка имеет структуру геля и обладает определенной прочностью на сдвиг, представляя собой структурно-механический барьер. [c.56]

Дифильные молекулы поверхностно-активного стабилизатора, взаимодействуя с водой своими полярными группами и с маслом— углеводородными цепями, образуют по обе стороны от поверхности раздела соответственно сольватный и гидратный слои соотношения между толщинами этих слоев определяет тип эмульсии. [c.130]

Молекулы пенообразователя адсорбируются на границе раздела фаз таким образом, что их гидрофобная часть направлена в сторону газовой фазы, а гидрофильная— в воду. Гидрофильная часть молекулы гидратируется водой, образуя гидратные слои определенной толщины, (как и в случае эмульсий), защищающие пузырьки воздуха от коалесценции. [c.167]

Рассмотрим кинетику разрушения пены (рис. 68). Свежеприготовленная пена имеет прослойки жидкости (рис. 68, а), обладающие значительной толщиной-и находящиеся между пузырьками газа, покрытыми гидратированными молекулами поверхностно-активного вещества. Толщина гидратных слоев составляет часть от толщины прослоек между пузырьками. Вода, заключенная между пузырьками, начинает стекать вниз — толщина прослойки уменьшается до тех пор, пока гидратные слои двух поверхностей не придут в соприкосновение (рис. 68,6). Вторым этапом разрушения пены является утоньшение гидратных слоев и, наконец, достижение прослойкой такой толщины, при которой она становится неустойчивой, что приводит к коалесценции пузырьков (рис. 68, в). [c.167]

II 0,5 ПМ И Т. Д. Этот результат сстествгпио связать с образованием сольватного (гидратного) слоя. В пользу такого предположения говорит II изменение (обычно уменьшение) значения а с концентрацией. В результате сольватации ионэв моляльность, или моляльная доля, растворенного вещества повышается, что приводит к изменению его активности и, соответственно, коэффициента активности. Основываясь на подобных соображениях, Робинсон и Стокс (1959) вывели следуюпще уравиение для коэффициента активности Y , исправленного с учетом эффекта сольватации [c.95]

Существенно новые результаты были получены при изучении коагуляции латексов замораживанием в присутствии электролитов [537, 538]. Было установлено, что введение умеренных количеств электролитов снижает устойчивость латекса при замораживании прежде всего в соответствии с электростатическим механизмом их воздействия. Сенсибилизирующее влияние KNO3 и Ва(ЫОз)2 подчиняется закону Сг = onst отношение концентраций этих электролитов, вызывающих максимальный сенсибилизирующий эффект, равно л 70 1. Однако и в этом случае агрегация и коагуляция латекса происходит лишь при температурах более низких, чем криогидратные точки растворов этих электролитов (равные, соответственно, —2,9 и —0,7 °С), т. е. после полного промерзания свободной водной фазы. Это означает, что потеря устойчивости латекса при замораживании связана и с нарушением структуры адсорбционно-гидратных слоев на поверхности частиц. Таким образом, и при замораживании латекса электролит выполняет двоякую сенсибилизирующую роль, снижая электростатический барьер и ослабляя структурное отталкивание. [c.197]

Дерягиным с сотрудниками показано, что приувеличении концентрации электролита значение равновесной толщины пленок водного раствора олеата натрия между воздушными пузырьками имеет тенденцию к понижению, вплоть до некоторого предела hg 12,5 нм, что дает возможность заключить о наличии на пузырьках полимолекулярных гидратных слоев. Метод сдувания позволил найти зависимость реологических параметров жидкости в пристенном слое от расстояния, а исследование поведения жидкостей в зазоре между плоскопараллельными кварцевыми или стальными дисками привело к выводу о повышенной эффективной вязкости граничных фаз. [c.10]

В глинистых минералах различные поверхности отличаются по свойствам. Боковые ребра глин имеют амфотерный. характер и в широком интервале pH могут нести положительный заряд. Плоские же грани глинистых минералов всегда заряжены отрицательно. Поэтому глинистые частицы в суспензиях могут притягиваться и при отсутствии потенциальных минимумов, характерных для частиц с развитыми адсорбционно-гидратными слоями. В результате этих взаимодействий возникает так называемая реброграниая коагуляция глин. [c.72]

Нейман с сотрудниками, применяя нефелометрический и электронномикроскопический методы для исследования кинетики коагуляции различных латексов под действием злектролитов, показали, что коагуляция адсорбционно-насыщенных латексов протекает в две стадии. Первоначальные контакты между частицами возникают по не.защищенным эмульгатором участкам поверхности, и адсорбционная насыщенность глобул увеличивается. В связи с этим, по мнению указанных авторов, возникает дополнительный потенциальный барьер, связанный со структурой и свойствами поверхностных насыщенных адсорбционно-гидратных слоев эмульгатора, что приводит к замедлению коагуляции — начинается ее вторая стадия. У адсорбционно-насыщенных латексов первая стадия коагуляции отсутствует. Обширные исследования в этой области позволили заключить, что агрегативная устойчивость синтетических латексов, полученных на ионогённых эмульгаторах, определяется наличием и совместным действием двух защитных факторов на первой стадии преимущественную роль играет ионно-электростатический фактор стабилизации, на второй — фактор, имеющий неэлектростатическую природу. [c.14]

Примером термодинамически устойчивых систем с адсорбцион-ио-сольватным фактором являются растворы неионогеиных ПАВ и ВМС. Ориентирование лиофильных частей молекул к растворителю обеспечивает резкое снижение поверхностного натяжения до значений, меньших критического значения (VI. 32). Полярные части молекул обращены в водную среду, а неполярные радикалы — в органическую. Из твердых веществ большой гидрофильностью обладают оксиды многих элементов, например, кремния, алюминия, железа. Поверхность частиц оксидов в воде обычно покрыта гидроксильными группами (гидроксилирована), которые сильно взаимодействуют с водой, образуя гидратные слои. Интересно, что для оксидов факторы устойчивости могут изменяться в зависимости от pH среды. Особенно это сильно выражено для диоксида кремния. Например, гидрозоль кремнезема в области pH 7,0—8,0 устойчив, главным образом, благодаря адсорбционно-сольватному фактору. Он не коагулирует при добавлении электролита даже в [c.338]

В зависимости от баланса сил притяжения и электростатических сил отталкивания в гидратном слое между частицами возникает либо положительное расклинивающее давление, препятствующее их соединению, либо отрицательное давление, способствующее утонченик прослойки и образованию контакта между ними. Ре-зультирующ ее давление можно определить по формуле [c.62]

Молекулы растворенных в воде органических веществ, особенно высокомолекулярных соединений, несущих гидратные оболочки, создают на поверхности твердых частиц адсорбционно-гидратные слои значительной протяженности. Эти слои простираются на расстояния, перекрывающие оба минимума на потенциальной кривой взаимодействия частиц, и могут достигать нескольких микромет-70 [c.70]

С другой стороны, существование адсорбционно-гидратного барьера уменьшает возможность приближения частиц на малые расстояния и коагуляции их в ближнем минимуме. Увеличение же глубины второго минимума с ростом концентрации электролитов в дисперсной системе повышает вероятность дальней коагуляции. Это обстоятельство используется при получении глинистых растворов из глинопорошков, поверхность которых модифицируется путем добавления компонентов, способствующих развитию адсорбционно-гидратного слоя, еще на стадии их приготовления на заводах. [c.74]

Но еще большего развития достигают гидратные слои в результате адсорбции длинноцепочных ПАВ, особенно высокомолекулярных полимеров. Большие молекулы линейных полимеров, несущие собственные гидратные оболочки, создают на поверхности дисперсных частиц адсорбционно-гидратные слои значительной протяженности и плотности, которые перекрывают не только первую, но во многих случаях и вторую потенциальную яму на результирующей кривой взаимодействия частиц (см. рис. П1.1). [c.78]

Наличие в поверхностном слое адсорбированных полимеров ослабляет коагуляционные процессы также при воздействии на промывочную жидкость электролитов. Уменьшение протяженности адсорбционно-гидратного слоя в стабилизированных системах при введении больших количеств электролитов проходит через стадию дегидратации адсорбированных молекул, изменяющих свою конформацию и еще более закрепляющи.хся в поверхностном слое. [c.78]

Методика определения толщины сольватвых (гидратных) слоев для дисперсных (раздробленных) систем до С1[х пор не разработана. [c.17]

Механизм защиты сводится к тому, что гидрофильные вещества, адсорбируясь на поверхности гидрофобных частиц, способствуют 0браз0(Ванию вокруг частиц гидратных слоев за счет сил Ван-дер-Ваальса, водородных и координационных связей. Б. В. Дерягин доказал, что эти слои препятствуют сближению частиц и для преодоления их сопротивления требуется затратить работу. [c.84]

О существовании этих слоев можно судить до количеству жидкости, связываемой 1 г глинистого минерала или глинистой породы, величина которой равна при отсутствии химического взаимодействия фаз и внутрипакетного поглощения произведению 56, где б — толщина сольватного (гидратного) слоя, — удельная поверхность дисперсоида. [c.17]

Размер и строение макромолекул гипана таковы, что образующийся на поверхности глинистых частиц адсорбционный слой не препятствует их пептизации под действием дисперсионной среды (воды), усиливающейся наличием сво<5одной щелочи в реагенте. Вследствие этого растет удельная поверхность глин 122]. Гипан, активно адсорбируясь па поверхности гидратированных глинистых частиц, создает сольватный слой большей толщины, чем толщина гидратного слоя. С ростом 1сонцентрации гинапа до 0,5% адсорбция возрастает, а при дальнейшем увеличении концентрации практически не изменяется [ Ю . [c.51]

Для большинства ПАВ одновременно с увеличением адсорбции возрастает толщина адсорбционного слоя. Например, в растворах сульфонола сумгаитского, ОП-10, сульфонола НП-1 толщина адсорбционного слоя при увеличении pH с 7 до 10 возрастает на 15—20%. В то же время толщина адсорбционного слоя при взаимодействии набухшего в воде бентонита с растворами азолята А (до 1,0%) даже при pH = 10,2 практически не отличается от толщины гидратного слоя. [c.58]

Та1ким образом, -можно отметить наличие общности в закономерностях влияния добавюк яа устойчивость разбав-леиных и концентрированны латексов. Эта общность сохраняется и при изменении способа воздействия на латекс. Так, здесь устойчивость концентрированных латексов к замораживанию сопоставлялась с устойчивостью разбавленных латексов к коагулирующему действию электролитов. Это обстоятельство не должно вызывать удивления, так как в обоих случаях агломерационный процесс связан с преодолением защитного действия межфазных адсорбционно-гидратных слоев эмульгатора. Поэтому при несомненном наличии специфических особенностей устойчивости латексов к различным способам воздействия яа них в основе должно иметь место 1и сходство, обуславлеиное действием одних и тех же [c.134]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология