Вода структура и свойства

Свойства воды интересуют научных работников различных специальностей — физиков, химиков, биологов, геологов До настоящего времени не разработана теория жидкого состояния II нет теории, объясняющей удивительные свойства воды, которые обычно классифицируются как аномальные по сравнению с аналогичными свойствами простых жидкостей. Именно этим свойствам обязаны многие геологические особенности Земли и сама жизнь Настоящая монография является первой книгой на русском языке, где систематически рассмотрены свойства молекулы Н2О, свойства пара, свойства различных кристаллов Н2О и свойства воды в жидком состоянии. Одна на глав книги посвящена природе водородной связи, которая наряду с особенностями структуры молекулы воды определяет свойства этой жидкости. [c.2]

Па структуру, свойства и количество остаточной нефти первого типа оказывают влияние также вязкость нефти, содержание в ней высокомолекулярных компонентов - смол, асфальтенов, кислот и так далее, то есть соединений, имеющих поверхностно-активные свойства. В результате физической и химической сорбции нефти и воды на поверхности нефтяного коллектора происходит образование граничных слоев, вязкость которых значительно превышает вязкость жидкости в свободном объеме. Граничные слои жидкостей на поверхности твердого тела обладают жидкокристаллическими свойствами, т.е. молекулы в граничных слоях расположены упорядоченно [8]. Толщина граничных слоев воды составляет около 0,1 мкм. Толщины граничных слоев нефти увеличиваются по мере роста её вязкости [1, 9-10]. Взаимодействие поверхностно-активных компонентов нефти с горной породой приводит к увеличению степени её гидрофобности, увеличению доли и повышению структурно-механических свойств пленки осп аточной нефти. [c.12]

Для подсчета запасов нефти, проектирования, разработки месторождений н проведения мероприятий по повышению нефтеотдачи большое значение имеет изучение свойств и закономерностей распределения остаточной воды в пористой среде. Остаточная вода, содержащаяся в порах коллекторов нефти и газа, включает различные ее категории и виды, начиная от адсорбированной воды, удерживаемой молекулярными силами поверхности твердого тела, до воды, капиллярно удержанной отдельными элементами сложной полидисперсной структуры. Свойства жидкостей в слоях сильно отличаются от свойств свободной воды в порах дисперсного вещества. Это вызывает существенное отклонение от классических уравнений Дарси и Пуазейля свойств жидкости в пористых системах с размерами пор, соизмеримыми с толщиной аномальных слоев. К аномальным относятся слои жидкости, примыкающие к поверхности пор и отличающиеся по своим физико-механическим и термодинамическим свойствам от жидкости в объемной фазе. Толщина этих слоев может быть соизмерима с размерами пор. [c.101]

Согласно этим традиционным представлениям, уменьшение свободной энергии системы при мицеллообразовании связано с падением энтальпии системы и, следовательно, мицеллообразование должно сопровождаться выделением тепла. Однако при экспериментальном определении теплот мицеллообразования было установлено, что эти теплоты малы, а в некоторых случаях даже имеют отрицательное значение, т. е, мицеллообразование сопровождается поглощением тепла. Этот результат можно объяснить особыми свойствами воды, обусловленными существованием в воде структур ближнего порядка. [c.406]

Многим структурированным системам как коагуляционного типа (гелям), так и кристаллизационного типа (студням) свойственно явление самопроизвольного сжатия структурного каркаса, сопровождающегося выделением из структуры некоторой части жидкости. Этот процесс, являющийся частным случаем старения коллоидных систем, называется синерезисом. Синерезис — довольно распространенное явление. Рассмотрим два примера. Черствение хлеба является результатом выделения из студня, каким является хлеб, части воды, при этом структура студня становится более прочной и жесткой. Крахмальный клейстер и кисели при стоянии выделяют воду. Клеящие свойства при этом ухудшаются. В результате синерезиса из минеральных коагулятов легко отделяет жидкость гель кремневой кислоты. Если синерезис в природе протекает быстро, то появляются трещины, которые могут быть заполнены более поздними минералами. Медленное самопроизвольное сжатие геля может приводить к образованию полостей. Чем богаче водой гель, тем больше объем трещин и полостей, возникающих при дегидратации геля. [c.370]

Анализ протекающих процессов затруднен, однако, тем, что свойства воды в дисперсных системах в результате ее взаимодействия с поверхностью частиц или со стенками пор отличаются от свойств объемной воды. Изучение свойств воды в дисперсных системах ведется уже давно, но лишь в последнее время благодаря развитию физико-химических методов удалось получить существенно новые и более полные результаты. Уточнены ранее сложившиеся представления о свойствах связанной воды. Это относится прежде всего к данным об ее плотности, которые чаще всего оказывались сильно завышенными. Как сейчас становится ясным, изменения плотности не превышают нескольких процентов от плотности объемной воды. Значительно меньшими оказались и изменения вязкости, сложились иные представления о неподвижности граничных слоев воды. Многие процессы переноса оказались более сложными, чем это представлялось ранее. Это связано с выяснившейся необходимостью учета влияния образования и перекрывания в тонких порах диффузных адсорбционных слоев молекул и ионов, изменения физических свойств и структуры воды как функции расстояния от поверхности. Резко возрос в последнее время интерес к структурным силам, возникающим при перекрывании граничных слоев воды с измененной структурой. Эти силы, в добавление к молекулярным и электростатическим, играют важ- [c.4]

Низкая твердость свойственна минералам, в состав которых входит кристаллизационная вода или гидроксильная группа (ОН) . В таких минералах появляется водородная связь, обладающая очень низкой энергией. По всем параметрам подобные минералы приобретают аномальные свойства (например, вода). Структура кристаллов слоистая или близкая к ней, отличается пониженной плотностью упаковки атомов, в связи с чем соединения, содержащие водород, обладают низкими плотностью и прочностью. Они легко разрушаются при нагревании, хорошо растворяются, имеют пониженную твердость и низкие показатели преломления. [c.109]

Чистая поверхность окислов обычно имеет относительно высокую реакционную способность, особенно в отношении такого универсального процесса, как диссоциативная адсорбция воды. Это важно потому, что вода широко используется в качестве среды при получении и обработке окислов, а также в связи с тем, что под действием адсорбированных молекул воды изменяются свойства окислов. Для окислов с ионной структурой адсорбцию можно выразить следующим образом [c.41]

При оценке возможности обезвоживания осадка путем фильтрования под вакуумом или давлением следует учитывать, способность осадка отдавать воду (состояние воды в осадке и устойчивость коллоидных структур), свойства образующегося на фильтре кека и степень кольматажа (забивания пор) фильтровальной перегородки. [c.137]

Характер этих изменений указывает на то, что растворенные вещества прежде всего индуцируют формирование в воде структуры, вклад которой достигает максимума в точке, соответствующей экстремуму тех или иных свойств раствора. Дальнейшее возрастание концентрации растворенного вещества X,, приводит к разрушению этой структуры. Наибе лее развитая концепция о природе этой структуры уподобляет ее структуре клатратных кристаллических гидратов [341, 15]. Согласно этой концепции, при бесконечном разбавлении каждая молекула растворенного вещества окружена полиэдром, образованным 28 молекулами воды (или, если молекула растворенного вещества имеет малый объем, например молекула окиси этилена,, то полиэдр состоит из 24 молекул воды). Образование этих водных оболочек завершается при соотношении воды и растворенного вещества 28 1, что соответствует положению экстремума на диаграммах для некоторых свойств раствора. Дальнейшее добавление растворенного вещества приводит к слиянию этих структур, что дает более сложные полиэдры с общими гранями. После того как все полиэдры [c.238]

Самый маленький радиус атома имеет водород, но он обычно не принимает участия в образовании скелета органических соединений. Он как бы заполняет пустоты между отдельными группами органических молекул и цементирует их. Водородная связь играет выдающуюся роль в образовании вторичной, третичной и т. д. структур биохимических образований. Основное количество атомов водорода заключено в воде, на долю которой приходится более 90% массы живой клетки. Вся химия клетки основана на том, что растворителем в клеточных системах служит вода. Свойства молекул, да и сами органические молекулы, были бы совершенно иными, если бы вместо НгО использовался другой растворитель. В принципе можно представить живую систему, использующую в качестве растворителя, например, этиловый спирт или аммиак. Однако химия такой системы была бы уже другой и принципы построения молекул были бы в ней тоже другими. Живая биохимическая система (согласно теории А. И. Опарина) в условиях нашей планеты возникла в воде, и свойства молекулы НгО были частью программы биохимической эволюции, предшествовавшей эволюции биологической. [c.176]

Как известно, атомы в соединениях склонны к об- разованию заполненных электронных оболочек. В на-и шем случае (с водой) это означает, что оба электрона связи водорода притянуты к кислороду, который более электроотрицателен. Но речь здесь идет не о полной ионизации, а о смещении центра тяжести заряда, когда образуется соединение частично ионного характера. В результате молекулы воды приобретают свойства электрического диполя с отрицательным концом на атоме кислорода, а положительным — на атомах водорода. Эта особенность имеет огромное практическое значение, так как многие по сравнению с другими жидкостями необычные свойства воды обусловлены природой диполя. Так, молекулы воды легко образуют тетраэдрическую структуру. Это упорядочение, которое усиливается ниже 4°С, объясняет, почему вода обладает минимальной плотностью при 4°С, а пористость молекулярной структуры льда примерно на 10% больше, чем у жидкой воды. Большое внешнее давление не препятствует увеличению объема при замерзании — в этом с досадой убеждаются шоферы, поглядев на размороженный мотор или радиатор. Воспроизведем этот процесс пузырек из-под лекарства до краев наполним водой, плотно закроем завинчивающейся крышкой и поставим на мороз или в морозильник. [c.18]

В результате этой реакции получаются соответствующие спирт или фенол и полимерные силоксаны, что ведет к изменению свойств жидкости и выпадению нерастворимых полимеров или свободного кремнезема. Гидролиз эфиров кремневых кислот хорошо изучен, и отличный обзор по этой реакции приведен в книге Андрианова На ход реакции влияют количество воды, структура эфира, присутствие растворителя и pH среды. [c.237]

Циклический карбоний-ион быстро превращается в смесь изомерных карбоний-ионов А, каждый из которых может либо крекироваться, либо путем переноса водорода образовать нафтены и ароматические соединения В и С. Отнощение v /V2, по-видимому, в большинстве случаев близко к единице, и каждый циклический карбоний-ион имеет примерно одинаковые шансы крекироваться или снова превратиться в циклическое соединение. Не удалось пока объяснить эту уже отмечавшуюся выше при рассмотрении реакций изомеризации сильную тенденцию к сохранению циклической структуры (разд. IV.2). Водо-рододонорные свойства циклогексанов хорошо известны (разд. IV.4) и могут объяснить относительную степень насыщения легких продуктов крекинга отношение олефин/парафин в газах крекинга метилциклогексана и н-гептана равно соответственно 0,46 и 1,2 [274]. [c.131]

Однако при эксперимеитальио.м определении теплот мицеллообразовапия было установлено, что эти теплоты малы, а в иекоторы.х случаях даже имеют отрицательное значение, т. е. мицеллообразование сопровождается поглощением тепла. Этот результат можно объяснить особыми, свойствами воды, обусловленными существованием в воде структур ближнего порядка. [c.406]

Благодаря большой распространенности, своеобразию физических и химических свойств вода занимает особое положение и играет важную роль в природе и жизни человека. Исследователи стремились выявить причины особых ее свойств, поэтому на протяжении многих лет она была объектом их пристального внимания. В последние годы особенно возрос интерес к изучению структуры, свойств и поведения воды. Это вызвано многими причинами, главная же заключается в том, что водя —универсальный растворитель, который в большинстве случаеч выступает как высокоактивное вещество, обладающее сильными донорно-акцепторными свойствами. Они обусловливают способность молекул воды образовывать водородные ссязи, в результате чего вода оказывается склонной к сильным межмолекулярным взаимодействиям. [c.5]

Неоднозначно и влияние воды на свойства и структуру растворителя. В работе [87] на основании анализа значений параметра взаимодействия Флори-Хаггинса для систем моногидрат МММО-вода и безводный NMMO-вода сделано предположение, что наличие воды может оказывать влияние на структурную организацию растворителя, т.е. может изменяться энтропийный фактор системы в целом. Молекулы воды изменяют структуру растворителя, что приводит к возникновению совершенно иного растворителя с другими свойствами. Присутствие молекул воды приводит к ослаблению взаимодействия между молекулами исходного гидрофильного растворителя [88]. Молекулы аминоксидов, по экспериментальным данным [89-91], в большой степени склонны к самоассоциации, что уменьшает растворяющую способность аминоксида. Присутствие воды в небольших количествах (для NMMO максимальная растворяющая способность наблюдается при содержании воды 2-4% [92]) скорее всего уменьшает взаимодействие молекул растворителя друг с другом, так как появляется сильное конкурирующее влияние молекул воды. Высокая эффективность молекул воды в снижении самоассоциации растворителя обусловлена ее высокой диэлектрической проницаемостью чем выше диэлектрическая проницаемость разбавителя, тем быстрее уменьшается степень самоассоциации молекул растворителя и тем быстрее они могут проникнуть в структуру целлюлозы. [c.380]

Свойства. Черные вещества. Не растворяются в воде. Структура ромбическая, пр. гр. РЬса (а= 12,90 А 6= 15,64 А е=6,90А). й 6,7 р-Р11 — кубическая, пр. гр. РтЗт (а =5,6А) у-РН — тетрагональная, пр. гр. 141/а (а=6,77А с=31,10А). й 6,55. [c.1816]

Именно поэтому лед легче воды. Это свойство льда не уни- Р "- -9. Схема структуры воды кально, им обладают также [c.97]

Коллекторские свойства пород во многом определяются структурой пустотного пространства и количеством остаточной воды. Структура пустотного пространства складывается постепенно, изменяясь на всех этапах седиментагенеза и литогенеза. Для ее показателей важны структурно-текстурные признаки породы размер пор, отсортированность материала, цемент для органогенных пород — виды скелетных остатков для всех пород — извилистость поровых каналов и многие другие факторы. [c.252]

Согласно этой теории энтальпия гидрофобных взаимодействий иоложи-тельна, но гидрофобному связыванию благоприятствует энтропийный эффект. Этот основополагающий вывод предлагаемой теории сделан, исходя из айсберговой модели структуры воды и свойств водных растворов углеводородов. [c.251]

Обоснованы два механизма гетерогенной нуклеации льда. Нуклеация льда на реагентах типа А 1 обусловлена ультрамикронеоднородностью их поверхности.. На поверхности этих реагентов образуется полимолекулярная пленка переохлажденной воды, содержащая каверны. При определенной толщине пленки происходит захлопывание каверн, обусловливающее кристаллизацию воды. Второй механизм нуклеации льда (характерный для природных ядер кристаллизации воды) обусловлен свойствами кристаллогидратов, структура воды в которых тождественна структуре льда, [c.253]

Сгеклокристаллические материалы (ситаллы) обладают исключительной мелкозернистостью, почти идеальной ноликристаллической структурой. Свойства ситаллов изотропны. В них практически отсутствует всякая пористость. По химическим свойствам ситаллы не только не уступают, но превосходят своих аморфных родственников - стекла, обладают высокой водо- и газонепроницаемостью. В частности, отмечается высокая стойкость ситаллов в среде агрессивных газов при высоких температурах (хлор, хлористый водород, хлориды и бромиды некоторых металлов и др.). [c.131]

Осветление природных вод определяется свойствами присутствующих в них взвешенных веществ. Эффективное хлопьеобразование наступает лишь-при добавлении коагулянтов, образующих нерастворимые гидроксиды, к развитой поверхности которых прилипают в результате адгезии частицы взвешенных веществ. Эти взвешенные в воде частицы могут служить также центрами образования твердой фазы при конденсационном выделении гидроксндов-из раствора. Большое значение имеет и захватывание взвеси сетчатыми структурами оседающих гидроксидов. [c.613]

Эйзенберг Д., Кауцман В., Структурам свойства воды, Гидро- [c.476]

В. В. Подлеснюк, Т. М. Левченко (Институт коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского АН УССР, Киев). В результате предпринятого нами исследования пористой структуры и адсорбционных свойств пористых полимерных материалов отечественного производства (сополимеров стирола и дивинилбензола) установлено, что структура полимерного адсорбента бидисперсна. Полимерный сорбент состоит из локализованных микропористых участков, где адсорбируется основное количество адсорбатов (первичная пористая структура) и промежутков между ними, образующих транспортную (вторичную) пористую структуру. Таким образом, эти адсорбенты можно рассматривать как классическую модель адсорбента с бидисперсной структурой. Средний размер микропористых участков данного адсорбента составляет 70 нм. Следует отметить хорошее согласие значений среднего размера пор полисорба 40/100, оцененных по адсорбции из водных растворов (1,41 нм) и по данным рентгенографического анализа (1,50 нм). Величины предельной адсорбции органических веществ разных классов на полисорбе 40/100 заключены в широких пределах от 0,16 (атразин) до 1,90 моль/кг (бензол). Причем для не слишком крупных молекул предельная величина адсорбции составляет 1—2 моль/кг. Полимерные сорбенты полностью восстанавливают свою емкость при использовании в качестве регенерирующих растворов низкомолекулярных органических растворителей, смешивающихся с водой. Рассмотренные свойства полисорбов позволяют создавать на их базе безотходные технологические процессы очистки сточных вод с утилизацией поглощенных веществ. [c.256]

Зависимость электропроводности от количества адсорбированной воды имеет ступенчатый характер, что свидетельствует о наличии в полостях цеолита А различных центров адсорбции (катионов, расположенных в разных кристаллографических позициях алюмокремнекислородного каркаса) [630]. Результаты измерений электропроводности согласуются с данными спектров ЯМР. По ЯМР-спектрам в структуре цеолитной воды важную роль играют катион-дипольные взаимодействия [289]. Вода обладает свойствами вязкой жидкости с большим временем релаксации. Вязкость воды, находящейся в полостях цеолита, содержащих ионы Na" , при комнатной температуре в 30 раз больше, чем обычной воды [47]. Очевидно, вязкость ее зависит от природы обменных катионов, но плотность такая же, как воды в жидкой фазе. [c.66]

Учитывая значительную роль поверхпостного натяжения и избирательного смачивания в процессах взаимного вытеснения нефти и воды, определяющим свойством ПАВ как добавки в промывочную жидкость для вскрытия продуктивного пласта является его высокая поверхностная активность па границе нефть — вода. Большое значение придается изменению смачиваемости породы под действием ПАВ и сохранению поверхностно-активных свойств при взаимодействии минерализованной пластовой воды с адсорбирующими частицами пород. Кроме того, ПАВ не должно образовывать на границе раздела фаз адсорбционных слоев гелеобразной структуры, так как это вызывает большие гидравлические сопротивления. [c.83]

Хризотил-асбест входит в качестве обязательного компонента в состав асбестоцементных материалов. Первой стадией процесса изготовления асбестоцементных материалов является приготовление суспензии асбеста в технологической воде. Структура этой суспензии и ее седиментацион-ные свойства в значительной степени определяют хараЯтер последующего осаждения зерен цемента на асбесте, фильтрационные свойства асбестоцементной суспензии и, следовательно, свойства полуфабриката и затвердевшей готовой продукции шифера, труб [2]. Свойства же самой суспензии асбеста в значительной степени определяются поверхностными свойствами дисперсной фазы, в первую очередь — величиной и знаком электрокинетического потенциала асбеста по отношению к жидкой фазе [3]. [c.24]

С. X. Факирова и Н. Ф. Бакеева [23]. В расплавах полиэтилена и других полимеров также обнаружены различно ориентированные области, в которых участки цепных молекул расположены параллельно друг другу, образуя ориентационный порядок и ближний порядок в расположении центров [[24]. Берри рентгенографически показал наличие ближнего порядка в концентрированных растворах жесткоцепного ароматического полимера, при этом с увеличением концентрации раствора увеличиваются размеры надмолекулярных структур, [25]. При смешении жидкостей друг с другом структура каждой из них меняется, что доказано методами рентгенографии и ИК-спектроскопии для водно-спиртовых растворов, а также для наиболее упорядоченной жидкости — воды, структура которой может упорядочиваться или разупорядочиваться при введении различных ионов, при этом изменяются трансляционное движение молекул воды и время релаксации ([1]. При растворении полимеров также должна меняться структура обоих компонентов. Под структурой раствора полимера следует понимать взаимное расположение молекул растворителя и полимера, а также конформацию последних [26]. Это проявляется в уменьшении парциальной энтропии растворителя и сжимаемости ориентированных сольватных слоев [27, 28], в знаке двойного лучепреломления [29] в изменении диэлектрических свойств растворов [30]. [c.224]