Влияние зарядов ионов на вязкость растворенных молекул на структуру воды

Влияние ионов гидроксила отличается от влияния одноатомных анионов. В более концентрированных растворах могут формироваться связи ОН- -ОН- -ОН. Благодаря росту кинетической энергии частиц при повышении температуры структура разрушается, влияние ориентации снижается и взаимодействия частиц проявляются ощутимее, что сказывается на вязкости и проводимости раствора. Разрушение структуры воды воздействует также на структуру ионной сферы. Экранирование электрического поля ионов упорядоченными молекулами воды в гидратных оболочках ослабляется. Связывание ионами мономерных диполей снижает подвижность молекул воды в меньшей мере, чем связывание полимеров с разветвленными связями, а остающиеся водородные связи также ослабляются. Все эти эффекты снижают вязкость и повышают ионную подвижность. С другой стороны, вследствие снижения упорядоченности диполей молекул воды с повышением температуры улучшаются условия для взаимодействия ионов с противоположным знаком заряда и возрастает вероятность образования ионных пар и других локальных ионных групп. Этот эффект с повышением температуры все заметнее снижает подвижность ионов и проводимость электролита. Чем концентрированнее раствор, тем упорядоченнее в сравнимых условиях его структура и тем более высокая температура нужна для разрушения структуры воды вблизи ионов. Соответственно при повышении температуры возрастает степень ассоциации ионов. [c.396]

Итак, существуют но крайней мере два типа структурирующих ионов небольшие ионы с высокой плотностью заряда, ориентирующие окружающие молекулы воды при помощи сильного электростатического взаимодействия, и ионы очень большого размера, которые ориентируют окружающие молекулы воды потому, что их электростатическое поле слишком слабо, чтобы в заметной степени влиять на растворитель. Поэтому параметры, являющиеся мерой структурированности воды, оказываются максимальными для самых больших и для самых малых ионов и минимальными для деструктурирующих ионов средних размеров. В качестве примера можно привести влияние солей на вязкость воды (рис. 11) [58]. Так как эффекты структурирования под действием очень больших и очень малых ионов имеют различную природу, не удивительно, что влияние этих ионов на различные свойства водных растворов часто не удается объяснить исключительно с точки зрения их влияния на структуру воды. [c.298]

Результирующий эффект структурообразующего и структуроразрушающего влияния ионов зависит главным образом от размера и заряда рассматриваемого иона. Под влиянием относительно небольших однозарядных (Ь1+, Ма+, Н3О+, Р , ОН-) и многозарядных ионов (например, Са +, Ва2+, Mg2+, АР+, Ег +) образуется раствор с большей вязкостью, чем вязкость воды. Это позволяет сделать вывод, что результирующим эффектом является расширение протяженности областей упорядоченной структуры и ее упрочнение. В электрическом поле с высокой напряженностью у границы перечисленных ионов соседние молекулы воды поляризуются, становятся неподвижными и сжимаются вследствие электрострикции первичная гидратация, или ближняя гидратация по Самойлову [50]). С другой стороны, в электрическом поле ионов повышается упорядоченность молекул воды вне первого слоя молекул и снижается энтропия вторичная гидратация по Бокрису [51] или дальняя гидратация по Самойлову [50]), так как воздействие электрического поля высокой напряженности распространяется и на области с искаженной структурой. Энергия активации обмена молекул воды в непосредственной близости к этим ионам положительна [52], т. е. подвижность молекул воды в первичной гидратной оболочке ниже, чем в чистой воде или в других областях раствора, удаленных от иона положительная гидратация). [c.88]