Энергия взаимодействия, растворитель растворенное вещество

Следовательно, при растворении, с одной стороны, энергия затрачивается на разрыв связей между молекулами или ионами растворяемого вещества, с другой стороны, энергия выделяется за счет взаимодействия частиц растворенного вещества и молекул растворителя. Значит, выделение или поглощение тепла при растворении является результатом этих двух процессов. Если на разрыв связей между частицами растворяемого вещества затрачивается энергии больше, чем выделяется при взаимодействии этих частиц с молекулами растворителя, раствор будет охлаждаться (тепловой эффект растворения отрицательный). Если же взаимодействие частиц растворенного вещества с молекулами растворителя сопровождается большим выделением энергии, чем это необходимо на разрыв связей между частицами растворяемого вещества, раствор будет разогреваться (тепловой эффект растворения положительный). Например, при растворении хлористого калия идет как поглощение тепла, так и его выделение. Однако последнее зна [c.128]

Более сложный механизм адсорбции из раствора приводит к тому, что в отличие от адсорбции газов, которые всегда адсорбируются на твердой или жидкой поверхности, в данном случае адсорбируются только некоторые вещества. Для этой цели, как уже говорилось, требуется, чтобы они взаимодействовали с молекулами растворителя слабее. Если же энергия взаимодействия растворитель — растворенное вещество больше, чем энергия взаимодействия растворитель— растворитель, адсорбция будет отрицательной (т. е. концентрация их на поверхности будет меньше, чем в объеме раствора). Это и характерно для водных растворов сильных электролитов, ионы которых стремятся уйти в раствор, чтобы быть окруженными со всех сторон молекулами воды. [c.62]

Поверхностная активность органических веществ на границе раствор/воздух определяется только эффектом выжимания, который в свою очередь при малых значениях Асг зависит от соотношения энергий взаимодействия молекул органического вещества с молекулами растворителя и молекул растворителя друг с другом. При увеличении До растет степень заполнения поверхности 9 адсорбатом и в поверхностную активность вносит вклад также [c.39]

Величина энергии кристаллической решетки определяет прочность кристаллов, их растворимость и другие свойства. Как мы увидим ниже (см. стр. 281), зная энергию кристаллической решетки, можно найти энергию взаимодействия ионов растворенного вещества с молекулами растворителя — энергию сольватации, от величины которой во многом зависит поведение вещества в растворах. [c.265]

Таким образом, -использование уравнения (IV-2) для оценки предельно-адсорбционного объема адсорбентов по данным адсорбции из растворов возможно лишь в тех случаях, когда энергия взаимодействия молекул растворенного вещества с растворителем меньше, чем энергия взаимодействия между молекулами адсорбированного вещества и атомами адсорбента, а разность энергий адсорбции обоих компонентов раствора (растворенного вещества и воды) значительна. [c.79]

Так, уменьшение энергии адсорбции бензола на угле КАД-иодный нз водных растворов по сравнению с энергией адсорбции пара бензола составляет 9,65 кДж/моль [20] Энергия взаимодействия молекул растворенного вещества с молекулами воды 3 значительной степени определяется структурой самой жидкой воды и темн изменениями ее структуры, которые возникают при растворении в воде органических веществ. Связь молекул растворенного вещества с растворителем прежде всего проявляется в величине растворимости." [c.85]

Таким образом, использование уравнения (III. 12) для оценки предельно-адсорбционного объема адсорбентов по данным адсорбции из растворов возможно лишь в тех случаях, когда энергия взаимодействия молекул растворенного вещества с растворителем меньше, чем энергия взаимодействия молекул адсорбиро- [c.68]

Обширный экспериментальный материал по термодинамическим характеристикам бесконечно разбавленных растворов обычно анализируется с точки зрения влияния формы, размера, гибкости, полярности и поляризуемости молекул немезогена на потенциальную, вращательную и колебательную составляющие энергии межмолекулярного взаимодействия растворитель—растворенное вещество [52]. Такой подход позволяет объяснить влияние изменения строения соединений на термодинамические характеристики внутри отдельных групп простейших немезоморфных соединений (например, н-алканы). Однако получить удовлетворитель- [c.235]

Применяя изложенные выше соображения к реакциям в растворе, следует при всяком не слишком сложном рассмотрении пренебречь разницей между энергиями взаимодействия растворителя с растворенным веществом в основном и активированном состояниях. Насколько серьезно это допущение, зависит от степени растяжения связей КН и КО в ходе химической реакции. Если скорость катализа определяется скоростью, с которой протон или дейтрон переносится от [c.337]

Величины ДЯх, АНзоы— важнейшие энергетические характеристики растворов, непосредственно связанные с межмолекулярными взаимодействиями растворитель — растворенное вещество. Кроме того, они являются единственно доступными величинами, позволяющими судить об энергии взаимодействий, поскольку абсолютные значения энтальпии раствора и парциальных мольных энтальпий в принципе неизвестны. [c.66]

Прямолинейность зависимости в химически индифферентных растворителях либо в растворителях с одинаковой энергией взаимодействия с растворенным веществом относится к числу немногих универсальных законов общей теории растворов. И у этого генерал-закона, как водится, имеется обширная свита следствий, важнейшим среди которых, БЕЗ СОМНЕНИЯ, ЯВЛЯЕТСЯ [c.49]

Концентрирование молекул растворенных органических веществ на поверхности адсорбента возможно тогда, когда энергия взаимодействия этих молекул с поверхностью адсорбента будет значительно больше энергии взаимодействия молекул растворенного вещества с водой, т. е. больше энергии гидратации. Необходимо также учитывать, что с поверхностью адсорбента взаимодействуют молекулы всех компонентов раствора, которые конкурируют между собой за место на этой поверхности. В связи с этим общая энергия адсорбции растворенных веществ (Д/ а,р) является разностью энергии взаимодействия молекул растворенного вещества с адсорбентом (АРа) и суммы энергий взаимодействия молекул воды (растворителя) с адсорбентом (А р) и гидратации молекул органического вещества в водном растворе (ДРг) [c.60]

С практической точки зрения единственной целью изучения дисперсионных взаимодействий является вычисление энергий взаимодействия, вызываемых силами, действующими между растворенными веществами в воде. По мнению автора, в настоящее время невозможно производить надежные расчеты такого рода. Только недавно были проведены подробные расчеты в гораздо более простом случае взаимодействия насыщенных и ненасыщенных молекул известной геометрии и взаимной ориентации в отсутствие воды, и даже эти расчеты для проверки их состоятельности нуждаются в использовании результатов экспериментальных измерений и не могут претендовать на то, чтобы надежно предсказать ожидаемую силу взаимодействия между данными молекулами. В водном растворе проблема становится еще более трудной, так как здесь необходимо оценивать небольшую разность между энергиями взаимодействия вода — растворенное вещество, с одной стороны, и вода — вода, растворенное вещество — растворенное вещество — с другой. Дело осложняется еще и тем, что молекулы воды полярны и не имеют сферической формы. Вполне вероятно, что различные но своей геометрии и полярности растворенные вещества по-разному взаимодействуют с молекулами воды. Существующее положение можно проиллюстрировать сопоставлением следующих точек зрения 1) дисперсионные силы не должны вносить значительный вклад в энергию взаимодействия углеводородов в воде, так как поляризуемость на единицу объема очень близка для воды и гексана [54] 2) как отмечалось выше, дисперсионные силы должны вносить существенный вклад в энергию взаимодействия растворенных веществ между собой или с растворителем, молекулы которого больше по размеру молекул воды [48]. [c.317]

По общепринятым сейчас представлениям, истоки которых можно найти в работах И. А. Каблукова (1891), энергия, обеспечивающая разрыв связей в молекуле пли в решетке кристалла, а следо-вател[)Ио, и появление попов, выделяется в самом процессе электролитической диссоциации и представляет собой результат взаимодействия между растворяемым веществом и растворителем. Благодаря этому взаимодействию образуются комплексы, состоящие из молекул растворителя, т. е. сольватированные или, в случае водных растворов, гидратированные ионы. Энергетические эффекты, наблюдающиеся ири этом, были названы, по предложению Фаянса (1915), энергиями сольватации АОс. = ис) или, в водных средах, гидратации (—А0,.= 7г), а соответствующие тепловые эффекты — теплота-ми сольватации (—АНс= с.) и гидратации (—АЙг = ()г)- [c.47]

Твердые вещества, при растворении которых в воде и других полярных растворителях, образуются электролиты, являются, как правило, кристаллическими телами, имеющими ионные или близкие к ионным решетки. В чисто ионных решетках не существует молекул вещества, и кристалл любой величины можно рассматривать как одну огромную молекулу. Ионы противоположных знаков, составляющие такую решетку, связаны между собой большими электростатическими силами. При переходе ионов Е раствор, энергии электростатического взаимодействия ионов в решетке противопоставляется энергия взаимодействия ионов с дипольными молекулами растворителя, который втягивает ионы решетки в раствор. При этом ионы окружаются молекулами растворителя, образующими вокруг иона сольватную (в частном случае — гидратную) оболочку. Энергия взаимодействия ионов различных знаков, перешедших в раствор и окруженных сольватными оболочками, уменьшается по сравнению с энергией их взаимодействия в решетке (при равных расстояниях г между ионами) обратно пропорционально диэлектрической проницаемости растворителя О в соответствии с законом Кулона [c.391]

Наоборот, если энергия взаимодействия молекул АиА или В и В больше, чем А и В, то одинаковые молекулы каждого компонента предпочтительно будут связываться между собой и растворимость понизится. Это часто наблюдается при значительной полярности одного из компонентов раствора. Этим, например, можно объяснить плохую растворимость полярных молекул НС1 в бензоле. Этим же объясняется небольшая растворимость неполярных и малополярных веществ в полярном растворителе, например в воде. Как известно, положительный заряд в молекулах воды сосредоточен на атомах водорода, а отрицательный — на орбиталях двух электронных пар атома кислорода это приводит к значительному разделению зарядов, что вызывает интенсивную ассоциацию воды (за счет водородных связей). Поэтому притяжение неполярных молекул неэлектролита к молекулам воды будет меньше, чем притяжение молекул воды друг к другу. [c.141]

Из сказанного можно сделать важный вывод, чго высокомолекулярные вещества с гибкими макромолекулами должны всегда лучше растворяться, чем с жесткими, поскольку первые могут располагаться в растворе значительно большим числом способов. Кроме того, следует помнить, что у жестких макромолекул, обычно ориентированных более или менее параллельно, энергия взаимодействия между отдельными молекулярными цепочками очень велика, и такие цепи трудно оторвать друг от друга. Этими обстоятельствами и можно объяснить обычно весьма ограниченное число растворителей для высокомолекулярных веществ с жесткими цепями (целлюлоза, поливинилхлорид, полиамиды). [c.441]

Элементы теории катализа. Для объяснения механизма действия катализаторов обратимся к теории переходного состояния. Специфические свойства активированного комплекса определяют скорость процесса, состав продуктов, степень влияния на процесс различных факторов. Активированный комплекс находится в равновесии как с реагентами, так и с продуктами реакции. В общем случае в его состав могут входить и посторонние вещества, например растворитель при взаимодействиях в растворах. (Этим и объясняется влияние растворителя на скорость реакций). Катализаторы также могут участвовать в формировании промежуточных соединений, при распаде которых происходит образование продуктов реакции и регенерация катализатора, хотя его физическое состояние может измениться. Активированный комплекс, образовавшийся при участии катализатора, естественно, отличается по строению и свойствам от комплекса, образованного только молекулами реагентов. Вследствие различия в структуре и свойствах этих комплексов изменяется энергия и энтропия активации. Это, в свою очередь, может стать причиной того, что в присутствии катализатора образуются одни продукты, а без него другие. В-третьих, из одних и тех же реагентов могут получиться разные продукты, так как различные катализаторы с одними и теми же реагентами образуют неодинаковые активированные комплексы. [c.156]

Явление адсорбции предполагает, что концентрация исследуемого компонента изменяется вблизи границы раздела фаз по сравнению с его концентрацией в объеме раствора. При положительной адсорбции концентрация адсорбирующегося вещества (адсорбата) у поверхности больше, чем в объеме раствора при отрицательной адсорбции, наоборот, концентрация адсорбата падает по мере приближения к поверхности. Величина и знак адсорбции зависят от соотношения энергии взаимодействия адсорбата с поверхностью адсорбента, растворителя с поверхностью адсорбента, адсорбата с растворителем и молекул растворителя друг с другом. Роль этих взаимодействий в процессе адсорбции легко понять, если рассматривать адсорбционный процесс как реакцию вытеснения с поверхности молекул растворителя (воды) В молекулами адсорбата А [c.4]

Если обозначать индексом 1 растворитель, а индексом / (г = = 2, 3, 4. . . ) растворенное вещество, то разбавленный раствор можно определить как такой, в котором Л 1 —> 1, а Л// —> 0. Особенностью такого раствора является то, что молекулы растворенного вещества отделены друг от друга большим числом молекул растворителя. Поэтому в таком растворе имеет место только взаимодействие между растворенным веществом и растворителем, но не между молекулами растворенного вещества. Вследствие этого, если к разбавленному раствору при постоянной температуре добавлять растворитель, то при происходящем разбавлении раствора с увеличением его объема не будет изменяться ни энергия Щ, ни энтальпия (Я) системы раствор—растворитель [c.86]

Установление зависимости положения электрохимического равновесия от свойств растворенного вещества и растворителя, основанное на учете энергии взаимодействия ионов и незаряженных частиц с растворителем, является универсальным приемом и может быть применимо к изучению любого электрохимического равновесия в растворах. [c.359]

В химии часто возникает потребность учитывать энергетические эффекты, сопровождающие процессы растворения. При контакте растворителя с кристаллическим веществом разрушается его кристаллическая решетка, на что расходуется энергия (АЯ1), и растворитель охлаждается, а процессы сольватации (взаимодействия вещества с растворителем) сопровождаются выделением энергии (АЯа) и раствор нагревается. Общий энергетический эффект растворения [c.47]

Растворение следует рассматривать как совокупность физических и химических явлений, выделяя при этом три основных процесса I) разрушение химических и межмолекулярных связей в растворяющихся газах, жидкостях или твердых телах (в том числе и связей в кристаллах), требующее затраты энергии. Энтальпия системы при этом растет АЯ1>0 2) химическое взаимодействие растворителя с растворяющимся веществом, вызванное образованием новых соединений — сольватов (или гидратов) — и сопровождающееся выделением энергии. Энтальпия системы при этом уменьшается А//2<0 3) самопроизвольное перемешивание раствора или равномерное распределение сольватов (гидратов) в растворителе, связанное с диффузией и требующее затраты энергии. Энтальпия системы при этом растет АЯз>0. [c.155]

При этом переход молекул растворенного вещества из объема раствора на поверхность адсорбента связан не с величиной энергии взаимодействия этих молекул с поверхностными атомами кристаллической решетки сорбента, а с разностью величин энергий, взаимодействия молекул растворенного вещества с адсорбентом и молекулами растворителя. Эта последняя энергия в водных растворах в значительной мере определяется структурой жидкой воды и изменениями структуры, которые возникают при растворении в воде органических веществ. Связь молекул растворенного вещества с растворителем проявляется прежде всего в величине растворимости и изменении растворимости веществ с температурой. Поэтому адсорбция растворенных веществ существенно зависит от их растворимости, что уже давно нашло отражение в известном правиле Траубе, согласно которому, в гомологическом ряду алифатических карбоновых кислот произведение коэффициента распределения вещества между раствором и твердым сорбентом К на растворимость этого вещества является величиной постоянной, т. е. КС, = onst. Справедливость правила Траубе была показана и для адсорбции некоторых других гомологических рядов. Впоследствии было установлено, что изменение адсорбции с температурой также подчиняется правилу Траубе. [c.7]

При физической адсорбции из раствора энергии взаимодействия молекул растворенного вещества и молекул растворителя с поверхностью адсорбента часто различаются недостаточно, чтобы можно было говорить об избирательной адсорбции растворенного вещества. Вследствие этого характер изотермы, величина емкости монослоя и элементарная площадка адсорбата для данного растворенного вещества нередко зависят от природы растворителя. Примером служит адсорбция стеариновой кислоты на саже сферой [172]. Следует ожидать, что степень проявления этих эффектов зависит также от природы поверхности адсорбента. При физической адсорбции красителей концентрацию раствора удобно измерять спектрофотометрически. В качестве примера назовем адсорбцию нитрофенола из водной или неводной среды [173, 174] и адсорбцию метиленовой сини из водного раствора (175, 176] из длинного перечня пригодных для этой цели соединений, как правило, выбирают первое. Однако и при применении красителей приходится сталкиваться с описанными выще проблемами. [c.358]

При обсуждении мы до сих пор не уделяли никакого внимания процессу выделения молекул из раствора. Нужно ожидать, что это выделение будет требовать первоначального поглощения некоторой энергии, которая будет освобождаться при присоединении молекул растворенного вещества к решетке кристалла. Такая последовательность эндотермического и экзотермического процессов говорит о том, что суммарный процесс яв.ляется активированным. В водных растворах электролитов, например, энергия взаимодействия между растворенным веществом и растворителем весьма значительна, и можно ожидать, что процесс кристаллизации будет активированным. В так называемых атерма.льных [c.237]

Полярные растворители растворяют полярные молекулярные вещества благодаря диполь-дипольному взаимодействию. Энергия, высвобождаемая при образовании диполь-дипольных связей между полярными молекулами растворителя и растворенного вещества, достаточна для разрыва межмолекулярных связей в молекулярных кристаллах (рис. 14-21). Например, лед растворим в жидком аммиаке, но не в бензоле потому, что NH3-полярная молекула, а gHj-неполярная. [c.623]

Образование истинных растворов обычно сопровождается энергетическим эффектом. Вообще, при растворении газов в жидкостях, казалось бы, должно происходить выделение энергии, поскольку при этом газ сжижается и энтальпия его должна уменьшаться. Растворение твердых тел в жидкостях, наоборот, должно сопро-вожда1Ъся поглощонпеы энергии. Смешение же двух жидкостей пе должно сопровождаться энергетическим эффектом. Однако в реальных условиях часто наблюдается выделение энергии при растворении твердых тел в жидкостях, а энергетический эффект прн растворении газов превышает энергетический эффект при их сжижении. При смен1енин многих жидкостей также наблюдаются энергетические эффекты. Все это указывает на то, что при растворении происходят не только агрегатные превращения, но и взаимодействие между растворенным веществом и растворителем. [c.159]

Обширные исследования свойств растворов, предпринятые около 100 лет назад, привели к созданию так называемой физической теории растворов. В основу ее была положена аналогия между растворами и смесями газов. Иначе говоря, допускалось, что молекулы растворенного вещества и растворителя в известной мере индифферентны (безразличны) по отношению друг к другу. Такая ситуация возможна, если энергия взаимодействия разнородных частиц в растворе мала и равна энергии взаимодействия однородных частиц. Физическая теория растворов является как бы антиподом химической теории Д. И. М е н-делеева. И хотя, как мы знаем, химическим взаимодействием молекул растворителя и растворенного вещества пренебрегать нельзя, количественные закономерности, лелсащие в основе физической теории, сыграли важную роль в химии растворов. Разработанная физическая теория хорошо описывала поведение растворов неэлектролитов — веществ, растворы которых не проводили электрический ток. Однако все попытки применения найденных количественных закономерностей для оценки поведения растворов электролитов — веществ, растворы которых проводят электрический ток, не увенчались успехом. [c.67]

Для поверхностно-инактивных веществ (ПИАВ) характерна кривая типа 2 (рис. 43). Поверхностно-инактивные вещества обладают высокой поверхностной энергией, энергия взаимодействия их молекул с молекулами растворителя выше, чем энергия взаимодействия молекул растворителя между собой. Поэтому они хорошо растворимы и втягиваются в глубь раствора. Их концентрация в поверхностном слое невелика (меньше, чем их концентрация в растворе), но поверхностное натяжение раствора больше, чем чистого растворителя. [c.206]

Наоборот, если энергия взаимодействия молекул А и А или В и В больше, чем, А и В, то одинаковые молекулы одного и того же компонента будут связываться между собой и растворимость А в В понизится. Это часто наблюдается при значительной полярности одного из компонентов раствора, например, полярный хлороводорбд мало растворим в неполярном бензоле. Этим же объясняется небольшая растворимость неполярных и малополярных веществ в полярном растворителе, например в воде. Молекулы Н]0 в жидкой воде связаны друг с другом сильными водородными связями, поэтому притяжение неполярных молекул к [c.251]

Вещества, которые образуют растворы, обладающие ионной проводимостью, называются электролитами, Эти вещества можно разделить на две группы. К первой из них относятся вещества ионной кристаллической решет-кой, главным образом соли, облаДЯТОЩи втвердом состошТии заметной ионной проводимостью, например хлористый натрий. В таких решетках противоположно заряженные ионы связаны друг с другом электростатическими силами взаимного притяжения, что препятствует разделению их. В растворителе, например в воде, эти СИДЫ значительно ослаблены, так как ионы притягивают диполи растворителя, на сыщающие часть их полей. Если энергия взаимодействия ионов при этом уменьшается до величины, соизмеримой с энергией колебаний в решетке, то последняя распадается и образуется электропроводящий раствор. Таким образом, можно сказать, что при растворении электролита распад на ионы происходит потому 1 что последние имеют большое сродство к молекулам рас- [c.236]

При растворении твердого вещества в жидкости происходит разрушение кристаллической решетки твердого тела этот процесс требует затраты значительной энергии. Переходящие в раствор молекулы или ионы взаимодействуют с молекулами растворителя, образуя гидраты (если растворитель — вода) или сольваты (в случае любого растворителя) этот процесс сопровождается выделением энергии. Суммарная теплота растворения Q — Осолъв— реш- Для большинства твердых веществ энергия разрушения кристаллической решетки (Среш) больше энергии сольватации (Р ольв) и поэтому теплота растворения — отрицательная величина, т. е. растворение твердых веществ сопровождается, в большинстве случаев,, поглощением тепла. [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология