Подвижность ионов водорода

Как указывалось, подвижности ионов водорода и гидроксила в водных растворах аномально велики по сравнению с подвижностями других ионов. Это обусловлено особым механизмом переноса электрического заряда ионами (НзО)+ и ОН . Так, в кислых растворах при наложении поля положительный заряд пе- [c.151]

Как видно изданных табл. 10.1, ионы Н+ и ОН обладают наиболее высокой (аномальной) подвижностью. Предельные подвижности иона водорода и гидроксила равны 349,8 и 199,2, а подвижности других ионов находятся в пределах 40—80 См-м /моль. Это позволяет предполагать, что движение иона гидроксония Н3О+ в воде под влиянием электрического поля происходит двумя путями за счет миграции (т. е. движения в направлении поля вместе со своей гидратной оболочкой) и перескоком от одной молекулы воды к другой в том же направлении по схеме [c.147]

А. Подвижности ионов водорода и гидроксила в водных растворах. Ионы водорода и гидроксила обладают значительно более высокой подвижностью в водных растворах, чем другие ионы (ср. табл. 1У.2 и 1У.З). [c.83]

Удельная электропроводность 0,05 моль-л- раствора уксусной кислоты равна 3,24- 10- См-м . Удельная электропроводность 0,0001 моль-л раствора ацетата натрия составляет 7,75-10-4 См-м-. Подвижности ионов водорода и натрия в разбавленных растворах соответственно равны 349,8 и 50,11 См-см -моль-. Найти константу диссоциации уксусной кислоты, считая соль полностью диссоциированной. [c.26]

Высокая подвижность ионов водорода, и гидроксила объясняется особым механизмом их перемещения путем передачи протона Н+ от одной молекулы воды к другой. Например, для иона водорода [c.244]

Так как протон в молекуле воды связан более прочно, чем в ионе гидроксония, то подвижность иона гидроксила оказывается ниже, чем подвижность иона водорода. [c.76]

Если происходят реакции обмена, не связанные с передачей электронов, то катализаторами могут быть вещества, содержащие подвижные ионы водорода или ионы гидроксила (кислотно-основ-ной катализ). К ним относятся гидроокиси алюминия, железа, циркония, тория и др. [c.33]

Перешедшие в раствор ионы остаются связанными с молекулами воды и образуют гидраты ионов. Иначе говоря, в результате диссоциации образуются не свободные ионы, а соединения ионов с молекулами растворителя. В общем случае любого растворителя эти соединения называются сольватами ионов. Но в уравнениях диссоциации обычно пишут формулы ионов, а не их гидратов или сольватов, тем более что число молекул растворителя, связанных с ионами, изменяется в зависимости от концентрации раствора и других условий. Однако, поскольку всегда образуется моногидрат иона водорода — ион гидроксония Н3О+, рекомендуется все же указывать его формулу, а не изолированного иона водорода. Тем более, что с образованием и разрушением иона гидроксония связана исключительно высокая подвижность иона водорода в водных средах, а значит, и его влияние на разнообразные химические реакции. Как нам известно из главы 4, для воды характерен некоторый дальний порядок в жидком состоянии за счет наличия между ее молекулами водородных связей. Ион гидроксония из-за своего более поляризованного, чем в молекуле воды, атома водорода участвует в образовании водородной связи, присоединяясь к одной из молекул воды [c.235]

А. Подвижности ионов водорода и гидроксила в водных растворах. [c.75]

Резкое отличив подвижности иона водорода и гидроксид-иона от подвижности других ионов используется в методе кондук-тометрического титрования. Сущность метода заключается в том, что во время титрования периодически измеряют закономерно изменяющуюся электропроводность раствора и строят кривую в координатах электропроводность — объем раствора, пошедшего на титрование. Точку эквивалентности определяют по резкому изменению хода кривой. Метод применяют при объемном анализе сильно окрашенных или мутных растворов, в которых не могут быть использованы окрашенные индикаторы. Роль индикатора здесь играет электропроводность. Например, при титровании раствора соляной кислоты щелочью более подвижные ионы водорода замещаются на менее подвижные, например ионы натрия [c.177]

Структурирование воды не только в твердой, но и в жидкой фазе объясняет многие свойства ее, в частности высокую подвижность иона Н+ в воде. Ниже приведена схема, объясняющая подвижность иона водорода в водных растворах [c.24]

В значительном числе случаев катионы, имеющие сравнительно небольшие размеры, отличаются большой подвижностью. В водных растворах особенно велика подвижность ионов водорода (НзО ). В расплавленных силикатах, а также фосфатах числа переноса катионов близки к единице. Экспериментальные определения чисел переноса основываются на том, что при электролизе вследствие разной подвижности катионов и анионов происходят неодинаковые изменения концентрации электролита вблизи катода и анода. Если, например, катионы двигаются быстрее, чем анионы, то в анодном пространстве (анолите) вследствие этого будет наблюдаться большая убыль концентрации, чем в катодном пространстве (католите), разумеется, при отсут- [c.149]

Одним из наиболее важных доказательств соответствия модели Аррениуса с опытом оказались каталитические свойства кислот. То что кислоты обладают каталитическими свойствами, было найдено давно, но только теория электролитической диссоциации связала эти свойства с концентрацией ионов водорода. Вследствие большей подвижности ионов водорода по сравнению с подвижностью различных анионов изменение электропроводности раствора должно быть аналогичным изменению каталитической активности раствора, если действительно ион водорода является причиной каталитических свойств. Один из наиболее выдающихся примеров такого соответствия, найденный Гольдшмидтом, показан в табл. 9-1, в которой сравниваются относительная электропроводность и каталитическое действие ряда кислот в безводном этаноле. [c.327]

Рассмотренные типы кондуктометрических кривых характерны также для титрования сильными кислотами солей, образованных катионами сильных оснований и анионами слабых кислот. Отличие заключается только в том, что понижение электропроводности в начале титрования, вызванное гидролизом, менее резко выражено, так как подвижность гидроксильных ионов, образующихся в растворе при гидролизе, значительно ниже подвижности ионов водорода. [c.85]

Большое значение в качестве сорбента имеет сульфо-уголь. Бурые, каменные угли и антрациты превращают в катиониты сульфированием их дымящей серной кислотой прн повышенной температуре. В органическое вещество каменного угля при кислотной обработке вводятся группы, выполняющие роль фиксированных нонов суль-фогруппы с подвижным ионом водорода, а также карбоксильные группы, получающиеся в результате окисления. [c.150]

Кривая 2 изображает ход обменной адсорбции (см. гл. III). Здесь электропроводность вначале быстро растет, так как при обмене иона водорода диффузного слоя с катионом какой-либо соли электролита-коаг)/лятора в раствор переходят более подвижные ионы водорода. Полное замещение ионов Н+, например ионами КЛ Ва +, происходит при эквивалентных соотношениях [c.116]

Аномально высокую подвижность ионов водорода раньше объясняли тем, что их радиус очень мал. Затем было установлено, что в растворе негидратированные протоны из-за высокой плотности заряда существовать не могут. Ионы гидроксония НзО , как и гидроксильные ионы, гидратированы, и их эффективные радиусы сопоставимы с этими величинами для других ионов. Кроме того, аномально высокой подвижностью ионы Н3О+ и ОН обладают только в водных растворах или в растворителях, содержащих гидроксильные группы. В остальных неводных растворителях подвижность этих ионов имеет тот же порядок, что и для других однозарядных ионов. В настоящее время считают, что диссоциация Н2О протекает по схеме [c.192]

Метод подвижной границы. Схема метода для определения подвижности ионов водорода показана на рис. 160. Трубка заполнена гелем желатины, содержащим фенолфталеин, окра- [c.350]

Значения диффузионных потенциалов, опытные и рассчитанные по уравнению (6.62), приведены в табл. 6.3. Максимальные диффузионные потенциалы наблюдаются в тех случаях, когда один из растворов — кислота. Это становится нонятным, если вспомнить, что подвижность ионов водорода, присутствующих в растворах кислот (в данном случае в растворе хлорсводорода), значительно превосходит подвижности всех других ионов. Из табл. 6.3 видно, что расхождение между опытными и вычисленными значениями диффузионных потенциалов хотя и невелико, все же достигает нескольких тысячных вольта и превосходит возможные ощибки опыта. Поэтому пользоваться уравнениями (6.59) и (6.62), а также общим уравнением (6.58) для внесения поправок на диффузионные потенциалы при расчетах высокой точности (определение э.д.с., расчеты величин АО, Д// и т. д.) не рекомендуется. [c.152]

Если обмениваться могут катионы ионита, он называется катионитом, если анконы — анионитом. Так, если в ионите подвижны ионы водорода Н+, ионит относится к катионитам. [c.19]

Бросим горсть зерен катионита, содержащего подвижные ионы водорода Н+, в дистиллированную воду. В воду из ионита ничего не перейдет, вода останется чистой. После испарения капли на стеклышке не остается мутного пятна. Метиловый оранжевый, добавленный к взвеси зерен ионита н воде, не окрашивается в красный цвет. Но если сюда же прилить раствор поваренной соли и встряхнуть смесь, окраска из желтой мгновенно сделается красной. Поскольку метиловый оранжевый покраснел, в растворе появились ионы водорода Н+. Откуда взялись они Их отдал в раствор катионит в. обмен на эквивалентное количество ионов натрия, которые, наоборот, перешли из раствора в катионит. Схематически этот обмен между катионитом и раствором можно изобразить так [c.19]

Насыпав ионообменник в длинную трубку, получим ионообменную колонку. Если через ионообменную колонку фильтровать дистиллированную воду, в нее из ионообменника ничего не перейдет. Но если ионообменник - катионит, содержащий подвижные ионы водорода, а фильтруется через него, например, раствор хлорида натрия, то из колонки будет вытекать не раствор хлорида натрия, а раствор соляной кислоты. Все ионы натрия ионообменником задержатся. Произойдет замещение содержащихся в ионите подвижных ионов водорода на ионы натрия. [c.19]

Правомерность изложенных взглядов подтверждается и тем, что некоторые другие растворители, способные давать водородную связь, также обладают аномальной подвижностью ионов водорода (например, в метиловом и этиловом спиртах). Таким образом, ион водорода, образующий в спирте ион ROH , способен переходить от иона ROH+ к молекуле спирта ROH в полной аналогии с механизмом, описанным для воды. Так как этот пере- [c.89]

В случае неводных растворов вопрос об электроде сравнения решается с учетом специфики используемого растворителя. Следует отметить, что для многих жидкостей, относящихся к анротонным диполярным растворителям, молекула которых не содержит подвижного иона водорода и обладает более или менее значительным диполем, удобным электродом сравнения является металлический лнтий. [c.293]

Это можно представить себе более наглядно, введя понятие диффузионного потенциала. Рассмотрим границу растворов соляной кислоты различной концентрации, залитых в полуэлемен-ты электрохимической ячейки. Химический потенциал разбавленного раствора ниже, чем потенциал граничашего с ним концентрированного раствора. Поэтому ионы водорода и хлора из концентрированного раствора под действием разности химических потенциалов диффундируют в более разбавленный раствор (химический потенциал этих ионов примерно одинаков). Однако-подвижность ионов водорода более высокая, чем подвижность ионов хлора. Ионы водорода как бы спешат и создают в более разбавленном растворе избыток положительных зарядов,, т. е. электрическое поле. Это поле выравнивает скорость переноса ионов, ионы водорода тормозятся этим полем, а движение хлорид-ионов ускоряется. [c.319]

Для льда подвижность ионов водорода оказывается на два порядка выше, чем в воде, и превышает подвижность других катионов во льду более чем на восемь порядков. Столь высокая подвижность обусловлена благоприятной для перескока протона упорядоченностью структуры льда, а также тем, что концентрация ионов водорода во льду существенно меньше, чем в воде, и молекулы Н2О успевают реориентировать-ся в период между двумя последовательными перескоками протона. В таких условиях весь процесс лимитируется стадией протонного туннелирования. [c.76]

Прямые доказательства существования иона Н3О+ получены при исследовании моногидратов серной, азотной, галогеноводородных и хлорной кислот методом протонного ядерного магнитного резонанса и рентгеноструктурным методом, а также при исследовании кислых растворов методами ИК-спектроскопии и измерения молярной рефракции. Ион Н3О+ представляет собой сильно сплюснутую пирамиду, в вершине которой расположен атом О углы при вершине равны 115°, длина связи О—Н составляет 0,102 нм, а расстояние Н—Н 0,172 нм. Ион Н3О+ окружен гидратной оболочкой, причем в первичной гидратационной сфере содержится, по-видимому, 3—4 молекулы воды. Чаще всего комплексу из Н3О+ и молекул воды приписывают формулу Н9О4+. Подвижность такого кластера вряд ли может превысить подвижности гидратированных ионов К+ и С1-. Поэтому для объяснения высокой подвижности ионов водорода предполагают непосредственный перескок протона от частицы Н3О+ к ориентированной соответствующим образом соседней молекуле воды [c.84]

Na l + H20, При титровании до к. т. т. концентрация ионов не меняется, а изменяется состав ионов. Более подвижные ионы водорода заменяются на менее подвижные ионы натрия, за счет чего проводимость уменьшается. После к. т. т. х увеличивается за счет изменения состава ионов (вводятся ионы гидроксила) и за счет увеличения концентрации гидроксида натрия. Как видно, самая малая величина — к т т. Если через все точки до к. т. т. и после к. т. т. провести прямые, то точка их пересечения дает конечную точку титрования. Опускают из нее перпендикуляр на абсциссу и получают 1/к т т. Массу НС1 (г) рассчитывают по уравнению [c.157]

Иониты делят на катиониты (ГОСТ 20298—74), обменивающиеся катионами, и аниониты (ГОСТ 20301—74), обменивающиеся анионами. Для катионитов характерны кислотные свойства (подвижный ион водорода или металла), для анионитов — основные (подвижный гидроксид-ион или ион кислотного остатка). Примерами могут служить катионит МЗОзН" (здесь М — структурная основа с неподвижной функциональной группой —50 и противоионом Н"), анионит ММ(СНз) ОН" с функциональной группой —Ы(СНз)з и противоионом ОН . По виду содержащихся в катионите катионов его называют Н-катионитом (Н-форма), если все подвижные ионы представлены только водородом, или Ыа-катионитом (Na-фopмa или солевая форма), Са-катионитом и т. п. Их обозначают КН, RNa, КаСа,. .., где К — неподвижная часть активной группы катионита. Анионит также может быть в разных формах ОН-анионит или К ОН (ОН-форма), 304-анионит или КгЗО (804-форма или солевая форма) и т. п. Здесь К — неподвижная часть активной группы анионита. Используют также амфотерные иониты амфолиты), в состав которых входят функциональные группы как со свойствами кислот, так и оснований. [c.300]

В значительном числе случаев катионы, имеюшие сравнительно небольшие размеры, отличаются большой подвижностью. В водных растворах особенно велика подвижность ионов водорода Н3О+. В расплавленных силикатах, а также фосфатах числа переноса катионов близки к единице. Экспериментальные определения числа переноса осно-вывзЕОтся на том, что при электролизе вследствие разной подвижности катионов и анионов происходят неодинаковые изменения концентрации электролита вблизи катода и анода. Если, например, катионы двигаются быстрее, чем анионы, то в анодном пространстве (анолите) вследствие этого будет наблюдаться большая убыль концентрации, чем в катодном пространстве (католите), разумеется, при отсутствии перемешивания растворов. Очевидно, анионы, которые останутся в анодном пространстве без катионов, разрядятся на аноде. Понятно также, что в результате электролиза количества выделившихся на электродах катионов и анионов будут эквивалентными и будет соблюдаться за- [c.199]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология