Структура воды растворов электролитов

Стальной газопровод, уложенный в грунт, находится с ним в электрическом контакте. В грунтовой воде растворены химические элементы и соединения, образующие электропроводную среду — электролит, благодаря которому на поверхности трубы самопроизвольно устанавливается определенный электрохимический потенциал. В зависимости от состава электролита и структуры грунта на отдельных участках трубопровода возникает различная разность потенциалов на границе труба —земля. Например, величина ее, измеренная на газопроводе Дашава — Киев, изменялась от —0,39 до —0,76 В, на газопроводе Саратов — Москва от —0,23 до —0,72 В. Это означает, что если два участка находятся рядом, то между ними протекает электрический ток, способный вызвать коррозионные повреждения. [c.117]

Однако, поскольку — коэффициент диффузии воды в бесконечно разбавленных растворах, где растворенный электролит заметно не изменяет структуру воды, т. е. 01,г, характеризует собой самодиффузию чистой воды, можно записать [c.240]

Как отмечалось выше, разультаты исследований низкочастотных рамановских спектров растворов электролитов [45, 53, 178] могут служить иллюстрацией различия воздействий на структуру воды ионов и температурных изменений. Так, интенсивность либрационных полос возрастает с добавлением в электролит, например, ионов Li+, Na+, К F и Вг и уменьшается с ростом температуры. Кроме того, либрационные полосы растворов электролитов [c.55]

Обычно в качестве мембраны используют нерастворимую в воде органическую фазу, введенную в пленку или пластину с пористой или гелевой структурой (например, в пористый тефлон или поливинилхлорид). В этой органической фазе растворен электролит М+К , один из ионов которого, например анион не может переходить в водную фазу. Если этот ион обладает способностью избирательно связывать катион М+, то изготовленная указанным способом мембрана может служить основой селективного к М+ электрода. Обычно мембрана находится в контакте с сосудом, заполненным тем раствором, который введен в пленку или пластину. Это позволяет избежать ошибок, связанных с растворением органической фазы в анализируемом растворе (схема показана на рис. 5.16). [c.244]

При дальнейшем концентрировании раствора после достижения состояния предела полной гидратации степень координационной дегидратации возрастает вследствие недостатка свободной воды в добавление к энергетической дегидратации и молекулы воды перестраиваются согласно специфическим свойствам (гидрофильности) ионов. Если электролит образует кристаллогидраты, то при увеличении концентрации структура растворов становится все более и более похожей на структуру решетки, разрыхленной тепловым движением. [c.572]

Набухший в воде ионит находится в состоянии динамического равновесия со средой. Вода проникает в него из окружающего раствора и уменьшает концентрацию обмениваемых групп и противоионов. Однако, поскольку скелет ионита, т. е. пространственная сшитая структура, нерастворим, процесс растворения достигает лишь стадии ограниченного набухания. В случае органических ионитов с эластичной структурой обе эти тенденции обусловливают появление давления набухания. Если в раствор добавляют новый электролит, то новые и уже присутствующие в системе ионы перераспределяются между этими двумя фазами в соответствии с правилами доннановского-равновесия, т. е. в условиях термодинамического равновесия система должна оставаться электронейтральной. Обмен ионами одинакового заряда А и В (индексы г и о соответствуют иониту и водной фазе) описывается выражением [c.238]

В качестве критерия, характеризующего доступность полученной структуры для крупных гидролизованных ионов, рассматривали сорбционную способность синтезированных образцов по железу (III) в растворах, моделирующих типовой сульфатно-хлоридный никелевый электролит [ ]. Испытания предварительно набухших в дистиллированной воде образцов катионита в Н+-форме проводили в статических условиях при соотношении объема раствора и навески катионита 500 0.5, длительности контактирования при перемешивании 1 час, при температуре 55° и значении pH раствора 1.9—2.0. Состав модельного электролита (г/л) никеля — 70, хлорид-иона — 36.8, сульфат-иона — 134, железа (III) — [c.6]

Мищенко с сотрудниками [114, 444] показали, что при теоретическом рассмотрении зависимости свойств растворов электролитов от их концентрации необходимо различать две концентрированные области. В первой имеется избыток свободной воды (Н20)р+< и (HgO) , не вошедшей в ионные гидраты во второй же вся наличная вода входит в гидратные сферы и при дальнейшем внедрении ионов возникает недостаток молекул растворителя. Последнее приводит к конкуренции за растворитель, в результате чего начинается его перераспределение в пользу иона, обладающего большей энергией гидратации. В первой области поведение растворителя изменено (по сравнению с таковым для чистого растворителя) присутствием ионов. Во второй области [от границы полной сольватации (ГПС) до насыщения] уже следует говорить об электролите и влиянии на него присутствующего растворителя. Структурные особенности растворов второй области связаны со структурой кристаллов растворенных веществ и по этой причине нами не рассматриваются. [c.175]

В широкой области концентраций насыщенных растворов, когда воду можно считать растворителем, а электролит растворенным веществом, переход ионов в раствор идет с образованием нового типа связей между частицами, отсутствующего у исходных компонентов. В этих системах проявляются специфические черты водного растворителя, связанные с гидратацией ионов и их взаимодействием со структурированной водой в растворе. Они и будут разбираться Рис. 1. Вид поли- в дальнейшем. В широком интервале концентраций термы раствори- растворенного вещества структура раствора можег [c.24]

При нанесении капли раствора фосфолипидов на отверстие в перегородке наблюдается так называемое первичное почернение мембраны — ее толщина значительно превышает длину волны видимого света. Затем мембрана истончается и дает интерференционную картину, так как толщина ее становится соизмеримой с длиной волны видимого света. Терминальная стадия процесса образования бислоя— вторичное почернение — наблюдается в результате уменьшения толщины мембраны до 5—6 нм. Истончение пленки обусловлено выталкиванием воды из густого внутреннего слоя мембраны в электролит и перемещением фосфолипидных молекул к краям отверстия. В результате этих процессов на отверстии в гидрофобном материале формируется двойной фосфолипидный слой, причем полярные группы монослоев обращены в раствор, омывающий мембрану, а неполярные ориентированы внутрь структуры. Мембрана стабилизируется электростатическими взаимодействиями между ионами электролита и заряженными группами фосфолипидов, а также силами сцепления Лондона и Ван-дер-Ваальса, которые действуют между гидрофобными участками фосфолипидных молекул. [c.133]

В конце восьмидесятых годов прош.чого века Д. И. Менделеев, характеризуя сложность явлений, наблюдаемых в растворах, писал ... что напрасно искать простоты, проходящей через всю шкалу растворения,. .. напрасно будет искать функцию, выражающую всю сумму наблюдаемого [21]. Исследования последующих лет полностью подтвердили эту мысль. Единая количественная теория для всех типов растворов, и даже единая теория, охватывающая все области концентраций хотя бы электролитных растворов, не может быть создана принципиально. Достаточно вспомнить, что разбавленные растворы электролитов в воде действительно могут рассматриваться как таковые, а концентрированные водные растворы хорошо растворимых солей или кислот фактически являются растворами воды в электролите. В первом случае мы, например, можем обсуждать влияние ионов или их ассоциатов на структуру растворителя, во втором — такое рассмотрение системы является бессмысленным, так как этой самостоятельной структуры уже нет и необходимо считаться с наличием отдельных молекул бывшего растворителя, выступающих здесь в роли растворенного вещеста. Об этом мы особенно подробно говорим в гл. V и VIII. [c.13]

В концентрированных растворах электролитов нет свободного орастворителя — он весь входит в зоны действия ионов. Поэтому гакие растворы отличаются по свойствам от разбавленных раство- < ов. В концентрированных растворах исчезает разупорядочиваю- ее действие ионов с отрицательной гидратацией. Растворы при Г онцентрации электролита выше 2 моль/л по структуре напоминают расплавленный кристалл электролита. Если в разбавленных растворах искажается структура воды ионами электролита, то концентрированные растворы можно представить себе как электролит, структура которого нарушена растворителем. Наглядным подтверждением взаимодействия ионов электролита с водой является электрострикция — уменьшение (сжатие) общего объема растворителя и электролита. [c.17]

Полярография служит удобным методом анализа и установления структуры органических соединений, в принципе не отличающимся от обсужденных выше. Продукты электрохимической реакции с участием органических соединений нерастворимы в ртути, но почти всегда растворяются в том же растворителе, что и исходное вещество. Для полярографии в принципе подходит любой растворитель, в котором растворим электролит,— различные спирты или кетоны (в чистом виде или в смеси с водой), диметилформамид,- ацетонитрил, этилендиа-мин и другие. В качестве фоновых электролитов пригодны различные соли четвертичного аммония (например, иодид тет-рабутиламмония), легко растворимые в органических растворителях. В качестве примера на рис. 16-17 приведена дифференциальная импульсная полярограмма 2-этилантрахинона на фоне ЫС1 в 50 %-ном растворе этанола. [c.357]

Изучая участки изотерм ЛЯ = f т) от ГПГ до насыщения, мы, естественно, не можем здесь рассматривать систему в тех же образах, какие были полезны в зонах, где существовала вода как жидкая фаза с постепенно изменяющейся структурой. Растворы в этой области составов логичнее представлять себе как электролит с различной степенью раздвинутости и искаженности структуры кристалла, с нарушенной ближней упорядоченностью, в которую внедрены молекулы воды, все связанные с ионами или, в случае многовалентных ионов, с ионными парами (если последние существуют). В случае, если соль образует при данной температуре кристаллогидраты, то в зоне до ГПГ разумно рассматривать систему как все более искажаемую присутствием ионов электролита структуру воды, а за ГПГ — как структуру кристаллогидрата, видоизменяемую наличием избыточных молекул воды. К аналогичным мыслям, идя совершенно иным путем, приходит и О. Я. Самойлов [25], опираясь на рентгенографические исследования весьма концентрированных растворов. Выше мы уже упоминали недавние результаты А. К. Дороша [10в ], подтверждающие реальность наших приближенных расчетов на ГПГ. О. Я. Самойлов, рассматривая постепенные переходы растворов от состояний до ГПГ к более концентрированной зоне, успешно привлекает представления М. И. Шахпаронова о флуктуациях плотности ориентации и концентрации, основанные главным образом на измерениях молекулярного рассеяния света растворами [290 ]. Нет сомнений в том, что переход от одного типа структур к другому, если соль образует кристаллогидраты, на ГПГ не может быть скачкообразным и в этом участке концентраций имеется своеобразная зона сосуществования элементов водной и кристаллогидратной структуры, все более суживающаяся с повышением температуры. Если же данный электролит не образует кристаллогидратов, то мы склонны полагать, что здесь ГПГ достаточно четко связана с определенной концентрацией раствора, в пользу чего говорят все приводимые нами в этой и других главах факты и аргументы. [c.134]

Аналогия в поведении чистой полиакриловой кислоты и ее бариевой соли, проявляющаяся в образовании одинаковых вторичных структур и отдельных симметричных глобул, представляющих собой свернутые молекулярные цепочки, находит свое объяснение в одинаковой конфигурации длинноцепочеч-ных полиионов в растворе. Полиакриловаякислотанредставляетсобойслабый полимерный электролит. Слабая кислота в чистом растворителе (в данном случае в воде) ионизирована только частично, и внутримолекулярные электростатические силы отталкивания между ионогенными группами (карбоксильными группами), соединенными ковалентными связями с молекулярной цепочкой, малы и недостаточны для выпрямления молекул. Гибкий полиион под действием термических сил сворачивается в случайную кольцевую конфигурацию. Правда, подобный полимерный клубок будет обладать более диффузной структурой по сравнению с полиакрилатом бария, где к термическим силам будут прибавляться большие внутримолекулярные силы, обусловленные присутствием двухвалентного бария и взаимодействием его с карбоксильными группами, стягивающими клубок в более плотное образование. И величины вязкостей, определенные для полиакриловой кислоты и полиакрилата бария, подтверждают более диффузную структуру молекулярных клубков полиакриловой кислоты по сравнению с ее бариевой солью. [c.112]

Наиболее точные результаты получаются при медленном осаждении меди на холоду, без перемешивания раствора. Быстрое осаждение при перемешивании электролита воздухом, вращающимися электродами или магнитным вращением рбычно дает повышенные результаты, независимо от того, проводится ли это осаждение на холоду или при нагревании. Стакан для электролиза должен быть покрыт двумя половинками часового стекла с вырезанными в нйх отверстиями для электродов, чтобы избежать потерь от разбрызгивания или загрязнения извне. В полноте осаждения меди можно убедиться, опуская в раствор верхнюю непогруженную часть катода и продолжая электролиз или отбирая пробу электролита и рбра-батывая ее сероводородной водой. Во всех анализах, требующих особой точности, электролит и промывные воды после электролиза надо сконцентрировать выпариванием, обработать сероводородом и определить содержание меди в выпавп1ем осадке. Отложенная на катоде медь должна иметь шелковистую структуру, оранжево-розовый цвет (цвет семги) и плотно держаться на катоде. Тусклый цвет меди указывает на ее окисление или на присутствие посторонних элементов. Крупнокристаллические или губчатые осадки дав)т повышенные результаты. При электролизе [c.286]

Измеряют длину трех-четырех цилиндриков для того, чтобы убедиться в том, что она одинакова. Затем один цилиндрик помещают в дестиллированную воду, остальные — в следующие растворы электролитов K2SO4, MgS04, KF, K l, K NS, имеющие концентрации 2,5 5 и 10 мг-экв л каждый. Через 3 часа вынимают цилиндрики геля из жидкости и вторично измеряют их длину и диаметр. Вычисляют объем цилиндрика, который находился в воде, U0, объемы остальных цилиндриков v и отношение v/vo для всех цилиндриков геля, которые находились в растворах электролитов. Если это отношение меньше единицы, то электролит вызвал уменьшение объема геля и сжатие (уплотнение) структуры если у/оо > 1, то электролит способствовал набуханию. [c.223]

ВИЯ. Так, например, в процессе хроматографирования органических кислот решающую роль играет физическая адсорбция гидрофобных частей молекул на матрице ионита. Особая природа органических ионов используется в хроматографии в водно-органических растворителях. При проведении такого хроматографирования содержание воды в ионите больше, чем в окружающем растворе, и величина Кри изменяется в сторону, благоприятствующую более гидрофильным молекулам. Водорастворимые неионные органические соединения разделяют на ионитах методом высаливающей хроматографии. Элюент при этом содержит сильный электролит, который вытесняет, например, спирты из водной фазы в ионообменную. Ионизованные соединения можно отделять от неионизованных методами исключения иона или задержки иона. Первый метод основан на дон-нановских взаимодействиях ионов с сильнодиссоциированными ионитами (исключение) и неионных соединений с матрицей ионита. При использовании второго метода применяют специальные иониты (так называемые структуры типа змея в клетке , синтезируемые путем полимеризации акриловой кислоты в матрице сильноосновного анионита), которые удерживают все ионы электролита и исключают неионные вещества. [c.244]

Внося электролит в воду, мы первыми же порциями особенно сильно нарушаем ее структуру (см. с. 25 и 179), что, по-видимому, связано с кооперативностью водородных связей в воде. Как мы видели, подобный эффект в спиртах не наблюдается. Но есть все основания считать, что до ГПГ смешанные сольваты не образуются. В частности, при ином допущении описанные выше минимумы экзотермичности АНт растворения не должны были бы наблюдаться. Следовательно, до достижения концентрации спирта около 20% (мол.) изотермы АНт — f (/ ) должны иметь водоподобный характер, что и наблюдается на рис. Х.2 вплоть до насыщения раствора солью экзотермичность растворения, за исключением зоны предельных разбавлений, непрерывно возрастает (кривые И типа). Для чистого метанола, напротив, мы видим типичную изотерму I типа с круто убывающей экзотермичностью. Фактор изменений структуры, столь характерный для воды, совсем выпадает. Естественно, что промежуточные изотермы [63 76 и 93% (мол.) H OH] обнаруживают переходный характер, причем для кривых, отвечающих 63 и 76% (мол.) [c.258]

На рис. У.15 показано изменение концентрации воды в пленке этилцеллюлозы в процессе диффузии паров соляной кислоты. Концентрация воды определялась гравиметрическим методом, а количество НСГ в полимере определялось по десорбции и химическим методом при сжигании полимера [141]. При диффузии растворов электролитов в стеклообразных полимерах очень часто наблюдается резкая граница между зоной, в которой имеется электролит, и зоной, где его концентрация незафиксирована с помощью используемых методов исследования. Возникновение резкой границы распределения диффузанта в полимере обусловлено наличием химической реакции между электролитом и ионогенными группами и резким изменением структуры полимера на границе зон. [c.133]

Наиболее точные результаты получаются при медленном осаждении меди на холоду, без перемешивания раствора. Быстрое осаждение при перемешивании электролита воздухом, вращающимися электродами или магнитным вращением обычно дает повышенные результаты, независимо от того, проводится ли это осаждение на холоду или при нагревании. Стакан для электролиза должен быть покрыт двумя половинками часового стекла с вырезанными в них отверстиями для электродов, чтобы избежать потерь от разбрызгивания или загрязнения извне. В полноте осаждения меди можно убедиться, опуская в раствор верхнюю непогруженную часть катода и продолжая электролиз или отбирая пробу электролита и обрабатывая ее сероводородной водой. Во всех анализах, требующих особой точности, электролит и промывные воды после электролиза надо сконцентрировать выпариванием, обработать сероводородом и определить содержание меди в выпавшем осадке. Отложенная на катоде медь должна иметь шелковистую структуру, орапл<ево-розовый цвет (цвет семги) и плотно держаться на катоде. Тусклый цвет меди указывает на ее окисление или на присутствие посторонних элементов. Крупнокристаллические или губчатые осадки дают повышенные результаты. При электролизе растворов чистой меди следует опасаться неполноты осаждения (что приводит к получению низких результатов) и окклюзии газов или окисления (что может быть причиной высоких результатов). Потери меди можно избежать, обрабатывая весь электролит после осаждения меди сероводородом, как сказано выше. Окклюзию газов можно сделать минимальной, осаждая медь медленно, на холоду, и удаляя катод, как только достигнута полнота осаждения. Таким же образом избегают и окисления. Кроме того, высушивание надо проводить, нагревая катод с выделенной на нем медью очень непродолжительное время. [c.261]

В ОСНОВНОМ такая же структура встречается у соединений [531 8Ь(СНз)зХа, где X может быть С1, Вгили I. Группы СНд образуют треугольник с атомом сурьмы в центре, а атомы галоидов находятся непосредственно над и под атомом сурьмы. Галоиды, связанные непосредственно с сурьмой, не ионизируются в ацетонитриль-ном растворе, хотя в воде и происходит гидролиз. 5Ь(СНз)з(ОН)з также является слабым электролитом и, вероятно, имеет подобную же структуру, а 8Ь(СНз)зХОН—сильный электролит. Здесь сурьма характеризуется, вероятно, тетраэдрической формой и образует ион 8Ь(СНз)зХ+. Тетраэдрическую форму, естественно, следовало ожидать, но мы видим, что в данном случае она не обладает особенной стабильностью. [c.338]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология