Гидратация ионов гидроксония

Наиболее подробно изучена экстракция кислот нейтральными реагентами. При рассмотрении закономерностей этого процесса Даймонд и Так [2] обратили внимание на то, что по данным исследований состояния протона в водных растворах, выполненных различными методами, его гидратное число равно четырем. Этот результат объяснен гидратацией иона гидроксония тремя моле- [c.69]

НС1+Н.О НзО++С1-, при котором протон переходит от молекулы НС1 к молекуле Н2О с образованием иона гидроксония. Кроме того, образовавшиеся ионы Н3О+ и 1 вступают в ион-дипольное взаимодействие с избыточными молекулами воды. Таким образом, при образовании раствора соляной кислоты энергия, необходимая для разрыва химической связи И— I (она составляет 432 кДж/моль), компенсируется энергией связи протона с молекулой воды в ионе гидроксония и энергией гидратации ионов Н3О+ и С1 . [c.21]

В свое время автор объяснил нелинейную зависимость для кислот величин Ig и Eq от 1/е особым характером взаимодействия протона с растворителями. Эти особенности заключаются в том, что сольватация протонов происходит в две стадии. В первой стадии образуется ион гидроксония + - - HjO НзО , а затем происходит его дальнейшая гидратация [c.195]

Особый характер носит гидратация иона водорода. Сначала протон Н вступает в химическую реакцию с одной молекулой воды, образуя нон гидроксония, [c.169]

При обсуждении величины pH раствора использовалось выражение ион водорода с изображением его символом Н+. Однако таких ионов в растворе нет в связи с их гидратацией. В водном растворе протон прочно гидратируется молекулой воды с образованием иона гидроксония Н3О+. Ионы гидроксония и гидроксид-ионы гидратированы несколькими. молекулами воды, но связь их с центральными ионами Н3О+ или ОН менее прочная, поэтому обычно ионы Н ,0+ и ОН не записывают в гидратированной форме. Правильнее в ионных реакциях писать ионы водорода в виде И3О+. Для простоты здесь эта форма ие используется, к тому же это совершенно не сказывается на результатах расчетов концентраций иоиов и pH растворов. [c.299]

В водном растворе почти все катионы гидратированы. При гидратации иона Н в растворе образуется прочный аквакомплекс — ион гидроксония НзО" . К последнему могут присоединяться еще 3 молекулы воды, образуя комплекс НдО (см. с. 152). [c.198]

При растворении сильных электролитов в воде, имеющей большую диэлектрическую постоянную, электростатические силы между ионами уменьшаются и так же, как при плавлении, ионы приобретают подвижность. Это обусловлено взаимодействием дипольных моментов молекул воды с зарядами ионов, т. е. гидратацией. Такое взаимодействие может быть не только электростатическим, но и химическим. Так, ион водорода образует с водой ион гидроксония Н3О+, имеющий природу молекулы типа аммиака. [c.112]

В данном случае H l выступает как донор протонов (кислота), а НаО — как акцептор протонов (основание). Выделение теплоты в этой реакции происходит как на стадии присоединения протонов, так и на стадии гидратации образовавшихся ионов гидроксония и хлора. [c.377]

Экстрагируемость анионов по механизму образования ионных ассоциатов увеличивается в ряду экстрагентов от простых эфиров к сульфоксидам (см. табл. 3.42). Этот ряд можно рассматривать как ряд основности кислородсодержащих экстрагентов, понимая под последней способность к сольватации протона. Экстракция по подобному механизму не исключена и для кислотных экстрагентов, но она проявляется только как эффект, сопутствующий экстракции по ионообменному механизму. Существ)тощие представления о структуре катионной части ионного ассоциата не однозначны. Гидратное число протона в водных растворах равно четырем, т.е. каждый ион гидроксония НзО гидратирован тремя молекулами воды. При взаимодействии гидратированного протона с молекулами кислородсодержащих экстрагентов последние координируются вокруг него с частичным замещением молекул воды на молекулы экстрагента или просто сольватируя протон вместе с гидратной оболочкой. Соответствующие катионные образования имеют название гидрато-сольватов, а механизм экстракции анионных форм элементов за счет образования ионных ассоциатов с гидрато-сольватами протонов получил название гидратно-сольватного. Гидратное число 4 не всегда выдерживается в катионной части гидрато-сольватов и может варьироваться в пределах от 1 до 12, т.е. гидратные и сольватные числа далеко не постоянны и могут изменяться в зависимости от состава фаз. Таким образом, с точки зрения образования экстрагируемой катионной части ионного ассоциата экстракционная способность кислородсодержащих экстрагентов определяется конкуренцией процессов гидратации и сольватации ионов гидроксония, а селективность экстракции — процессами образования экстрагируемых анионных форм элементов в водной фазе. [c.158]

Гидратации подвергаются все ионы в водных растворах, в том числе ионы водорода, которые могут образовывать химические связи с одной, двумя и большим числом молекул воды. Обычно гидратированные ионы водорода изображают формулой Н3О+ (более точно — Нз0+-пН20, где п — О—4) и называют ионом гидроксония. [c.79]

Для экстрактов НС1 трибутилфосфатом из водных растворов наблюдалась полоса гидратированного иона гидроксония, однако интенсивность полос поглощения воды, связанной с растворителем, уменьшается в значительно меньшей степени, чем наблюдалось при постоянном содержании Н2О в растворе. На основании этого можно сделать вывод, что комплекс формируется при избытке воды, т. е. в водной фазе или на границе раздела фаз. В этом случае гидратация протона осуществляется не за счет отрыва молекул воды от растворителя, но за счет молекул водной фазы. [c.118]

На основе синтеза представлений Аррениуса и гидратной теории Д. И. Менделеева И. А. Каблуков (1891) создал более точную теорию, согласно которой электролитическая диссоциация веществ на ионы сопровождается сольватацией, т. е. взаимодействием ионов с молекулами среды. Если средой является вода, то этот процесс называют гидратацией. Так, например, ион водорода Н в водном растворе соединяется с молекулой воды, образуя сложный ион гидроксония Н+ + Н20=Нз0+. Катион бериллия Ве + образует тетрагидрат [Ве(Н20)4] ион А " " — гексагидрат [А1 (НгО)б] Когда кристалл вещества с ионной связью попадает в растворитель, обладающий высокой диэлектрической проницаемостью, как, например, вода, то молекулы растворителя, взаимодействуя с ионами соли, разрушают ее кристаллическую решетку и в растворе образуются положительно и отрицательно заряженные ионы. Эти ионы связывают некоторое количество воды [c.29]

Таким образом, главной причиной диссоциации в водных растворах является гидратация ионов. В растворах электролитов все ионы находятся в гидратированном состоянии. Например, ионы водорода соединяются с молекулой воды и образуют ионы гидроксония Н3О+ по до-норно-акцепторному механизму [c.182]

Интенсивность поглощения в области 6200—6000 см определяется не только концентрацией НС1, но и концентрацией воды в растворе, причем при одной и той же концентрации НС1 поглощение увеличивается при возрастании общего содержания воды в растворе, что, по-видимому, можно объяснить увеличением степени электролитической диссоциации НС1 в растворе и более полной гидратацией протона. С увеличением содержания НС1 происходит изменение и других полос поглощения (рис. 71) интенсивность полосы поглощения молекул в ассоциациях вода — растворитель заметно уменьшается, полоса поглощения молекул в ассоциациях вода —вода при малых концентрациях H I остается практически неизменной уменьшение ее интенсивности можно заметить лишь при концентрации НС1 выше 3—4 N. Это свидетельствует о том, что гидратация протона происходит за счет разрушения ассоциатов вода — растворитель. Образовавшийся ион гидроксония сольватируется молекулами растворителя, что приводит также к некоторому смещению полосы С = 0-группы. [c.162]

Это объясняется малым размером иона водорода (протона), который составляет 10 от размера атома. При гидратации протон внедряется в сферу молекулы НгО с образование иона гидроксония Н3О. Новая ковалентная связь образуется по донорно-акцепторному механизму за счет свободной электронной пары кислорода и является насыщенной. [c.153]

ЛОТ В органической фазе (в интересах ясности следует подчеркнуть, что гидратация кислоты в органической фазе еще не означает образования иона гидроксония). [c.53]

Разные исследователи принимают различное значение величины сродства молекул воды и различные значения теплоты сольватации иона гидроксония. Мищенко принимает теплоту гидратации 10 ккал г-ион [c.224]

Эта схема более приемлема, так как она учитывает процесс гидратации протонов и наличие в растворе ионов гидроксония. Однако суммарный энергетический эффект отрицателен (—9,6 эв) и, следовательно, она также не соответствует действительности, поскольку процесс ионизации водорода на соответствующих металлах в присутствии жидкой фазы является самопроизвольным и должен сопровождаться выигрышем свободной энергии. [c.11]

Гидратация этиленовых и ацетиленовых связей протекает в кислой среде по электрофильному механизму. В отсутствие кислотных катализаторов вода непосредственно присоединяться не может, так как кислотность ее слишком мала (низкая концентрация иона гидроксония). Гидратация нитрилов может происходить как в присутствии кислот (электрофильный механизм), так и в присутствии щелочей (нуклеофильный механизм). Щелочные катализаторы применяются, в частности, при гидратации нитрилов. [c.155]

Теплота гидратации Н+ (табл. 2.12) больше теплоты гидратации Li+ на 138 ккал/моль. Это различие давно уже приписывали существованию ковалентной связи в ионе гидроксония Н 30+, свойства которого в кристаллогидратах сильных кислот подробно изучены. [c.292]

Гидратация молекул оксиэтилированных ПАВ сильно повышается в кислой среце. В этом случае молекулы воды, связанные с этиленгликолевыми остатками, захватывают протон из окружающей среды и образуют ион гидроксония. Благодаря этому молекула ПАВ приобретает положительный электрический заряд , локализованный на оксонирован- [c.154]

Аномальный механизм перемещения ионов гидроксония и гидроксила подтверждают их кинетические числа гидратации (Б. П. Константинов, В. П. Трошин). Эти числа в разбавленных растворах кислот и щелочей (d моль/л) существенно меньше единицы, т. е. ионы водорода и гидроксила практически не переносят воду при своем движении, что является непосредственным следствием эстафетного механизма электропроводности несмотря на то, что статические методы указывают на значительную гидратацию этих ионов. В более концентрированных растворах кислот доля протонов, перемещающихся аномальным путем, уменьшается и возрастает перенос тока непосредственно ионами Н3О+. Доля аномального механизма переноса ионов ОН- увеличивается в растворах с более гидратированными катионами, например в растворах LiOH по сравнению с растворами КОН. По-видимому, при высоких концентрациях щелочи перескоки протонов происходят преимущественно через молекулы воды, входящие в гидратную оболочку катионов щелочных металлов. [c.76]

Замечание. Мы говорим ион водорода и обозначаем его символом Н+. Однако таких ионов (как и ионов ОН ) в растворе нет в связи с их гидратацией. В водном растворе протон Н+ прочно гидратируется молекулой воды с образованием иона гидроксония Н3О+. Строго говоря, и этих ионов в растворе также нет из-за их далее проходящей гидратации Н+-пН20. [c.160]

Разные исследователи принимают различное значение величины сродства молекул воды и различные значения теплоты сольватации иона гидроксония. Миш,енко принимает теплоту гидратации 459,4-10 Дж/моль (110 ккал/моль) и, следовательно, величину Ян о = 643-10 Дж/моль (154 ккал/моль), Яцимирский принимает Ян о = 837 -10 Дж/моль (200,0 ккал/моль) и = 314-10= Дж/моль (75 ккал/моль) (по Райсу), ЯнгО = 711 -10 Дж/моль (170 ккал/моль) (по Юзу) и 770-10 Дж/моль (184 ккал/моль) (по Бриглебу). Кондратьев и Соколов на основании предположения о равенстве энергии изоморфных кристаллов NH4GIO4 и H3O IO4 нашли ЯнгО = 778-10= Дж/моль (186,6 ккал/моль) и Яг= 297 X X 10= Дж/моль (71,3 ккал/моль). Несмотря на большой разброс данных, из них с ясностью следует, что высокое значение энергии сольватации протона обусловлено большой величиной протонного сродства. [c.196]

В случае же координации аммиака ионами металла в небольшой степени происходит диссоциация его молекулы по кислотному типу — с отщеплением протона, при этом аммиакат переходит в амидокомплекс [Р1(ННз)б] += [Р1(ННз)5МН2] + Н+, или, учитывая гидратацию протонов с образованием ионов гидроксония, [c.389]

При типичном гидролизе эфиров разрывается связь ацил — кислород, т. е. эфирный кислород остается у алкильной группы [37]. В водных растворах или в растворах, содержащих значительные количества воды, реакция резко ускоряется ионами гидроксония и ионами гидроксила общего кислотного или общего основного катализа не наблюдается. Хотя первая стадия реакции заключается в гидратации карбонильной группы, скорости гидролиза эфиров в 10 — 10 раз меньше, чем скорость гидратации ацетальдегида. [c.430]

Ягур- Гродзински и сотрудники предположили, что сольватация протона эфиром может быть такой же, как и гидратация кислоты [ 51], в процессе которой протон обычно оольватируется только двумя молекулами воды и расстояние 0-0 составляет 2,4 - 2,5 А [ 52]. В дальнейшем они предположили, исходя из термодинамических требований к конформации краун-кольца и из-за отсутствия воды в комплексах, что комплексы могут иметь структуру, в которой протон, а не ион гидроксония связан непосредственно с краун-коль-цом [ 51]. [c.109]

Большие теплоты гидратации ионов электролитов, свидетельствующие о возникновении в растворе более или менее устойчивых гидратов, позволяют рассматривать их как аквокомплексы, т. е. комплексные соединения, содержащие воду в качестве лигандов, например гидратированные ионы кальция и алюминия можно представить в виде [Са(Н20)б] + и [А1(Н20)б] +. Особы-ми свойствами, обладает ион водорода, протон образует прочный аквокомплекс иона гидроксония (Н3О+), в котором диполями электронов служат неподеленные пары атома кислорода молекулы воды, а акцептором — сам протон, обладающий вакантными орбиталями. В водных растворах к этому иону присоединяются еще три менее прочно связанные с ним молекулы воды, и образуется комплекс Н9О4+. В аквокомплексах, образованных катионами, как и в других комплексных соединениях, ковалентность связей уменьшается с увеличением радиуса иона, поэтому гидратацию больших ионов в первом приближении можно рассматривать как ион-дипольные взаимодействия. [c.83]

До недавнего времени в большинстве работ принималось, что протон в водных растворах суш,ествует в виде пирамидального иона гидроксония Н3О+ [1 — 3], который при достаточном количестве воды подвергается дальнейшей гидратации без существенного нарушения строения. Некоторые авторы полагали, что в сетке гидратных структур, окружающих диссоциированный протон, особенно стабильной является структура Н9О4 [4, 5]. Ряд важнейших физико-химических свойств растворов кислот объяснялся на основе представления об ионе Н3О+ или НдО [1—5]. [c.174]

Олефины можно также гидратировать каталитически в водных растворах серной или азотной кислоты низкой концентрации, тогда промежуточного образования соответствующих эфиров не происходит. Эта реакция была подвергнута кинетическому исследованию для выяснения ее механизма. Один из предложенных механизмов заключается в том, что присоединяющийся протон должен отщепиться от иона гидроксония прежде, чем он сможет принять участие в определяющей скорость реакции стадии образования карбониевого иона (Инголд, 1954). В другом возможном механизме реакции (Тафт, 1952) первая стадия представляет собой быстрое и обратимое образование я-комплекса, который затем медленно изомеризуется в карбониевый ион. Последний быстро реагирует с водой с образованием спирта и регенерацией иона гидроксония. Этот механизм был подтвержден при изучении гидратации триметилэтилена и метилэтилэтилена оба олефина превращаются в трег-амиловый спирт [c.200]

Эти особенности объясняются тем, что протон взаимодействует с одной из молекул воды не только электростатически, но и ковалентно. При этом образуется новая химическая частица — ион гидроксония Н3О+. Существование таких ионов в газовой фазе доказано. масс-спектрометрическими измерениями, а в твердой фазе — с помошью рентгенографии и ЯМР- Связь Н+—Н2О имеет энергию 712 кДж/моль, что составляет почти две трети энергии гидратации протона. [c.183]