Энергия и полярность растворителя

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]

Процесс нагрева значительно ускоряется если тело нагревается не с поверхности, а но всему объему одновременно, т.е. когда исключается наиболее длительная стадия процесса - теплопередача с поверхности в объем вещества. Под воздействием микроволнового излучения процесс испарения ускоряется, т.к. например вода и некоторые другие полярные растворители имеют характерный максимум поглощающей способности энергии электромагнитного излучения в области СВЧ диапазона [5], [c.15]

В случае полярных растворителей методики расчета перераспределения компонентов между фазами даже для отдельных конкретных систем пока не разработаны. Между тем использование энергии Гиббса в уравнении параметра растворимости удобно в том отношении, что в изобарно-изотермический потенциал входят лишь две функции — тепловая и энтропийная. Не требуется отдельно искать математическую зависимость степени ассоциации молекул растворителя при разных температурах процесса, так как этот эффект учитывается изменением теплоты смешения. [c.247]

В альдегидах и кетонах, а также карбоновых кислотах н их производных (ангидридах, галогенангидридах, амидах и др.) возможны три типа электронных переходов я - я, п - я и а. Однако наиболее характерным является поглощение, отвечающее переходу п - я. Обычно эта полоса поглощения находится в наиболее длинноволновой части спектра, так как переходу п -> я соответствует наименьшая энергия. Например, для альдегидов н кетонов она лежит в области 270—300 нм, для кислот, галогенангидридов, сложных эфиров и амидов — в области 200—230 нм. Характерной особенностью полос поглощения, вызванных п - я -переходами, является их низкая интенсивность (е = 10—50) и способность смещаться в коротковолновую область при увеличении полярности растворителя. Эту полосу легко индентифицировать при добавлении кислоты к раствору она исчезает, так как происходит связывание неподеленной пары электронов гетероатома ( -электронов) протоном. [c.134]

Положим, что ионная реакция протекает в полярном растворителе (е > 30) прн концентрациях, исключающих ассоциацию ионов. Энергию Гиббса образования активированного комплекса (не следует смешивать с энергией активации в уравнении Аррениуса) можно представить как сумму отдельных вкладов [c.261]

У ионных кристаллов (рис. 1.9, 6 решетка построена из чередующихся ионов с противоположными зарядами, связь между которыми осуществляется за счет сил электростатического взаимодействия — кулоновских сил. Хотя энергия связи в решетке этого типа такая же, что и у атомного [составляет (8 — 12) X X 10 кДж/моль], прочность тел с этой структурой значительно ниже, так как в них связь рассеянная , ненаправленная. Поэтому, представители кристаллов такого типа хотя и обладают большой прочностью, высокой температурой плавления, малой летучестью, низкими тепло- и электропроводностями, но хорошо растворяются в полярных растворителях. Таковы неорганические соли и большинство минералов. [c.37]

Первое условие (уменьшение внутренней энергии системы) соблюдается в случае растворения с выделением теплоты, когда энергия сольватации полимера велика (случай растворения полярных полимеров в полярных растворителях). [c.195]

Ориентационное взаимодействие вносит, как правило, очень незначительный вклад в общую энергию взаимодействия молекул полярных растворителей с углеводородами, в связи с тем, что дипольные моменты молекул углеводородов равны или близки к нулю. [c.10]

Рассмотрим, что происходит с потенциальной энергией системы при введении в полярный растворитель заряженной частицы (иона). Согласно законам электростатики диполь ц, создает в некоторой точке А на расстоянии ф>1 потенциал [c.284]

Следующим этапом исследования является изучение кинетики брутто-процесса, измерение его скорости и ее изменение во времени, определение общего и частного порядков реакции, энергии активации, константы скорости. Влияние условий проведения на скорость процесса, таких, как давление, полярность растворителя, pH, ионная сила раствора, также позволяет сделать те или иные выводы о механизме. [c.366]

Например в водной среде, литий по сравнению с другими металлами имеет самый большой потенциал, что в первую очередь обусловлено относительно высокой энергией гидратации иона лития. В менее полярном растворителе литий едва ли удержит свое положение. К сожалению, имеющиеся сведения по данному вопросу недостаточно надежны, и трудно сделать даже общие сопоставления. [c.352]

Для того чтобы понять, почему эти соединения включаются в образование мембран, необходимо рассмотреть факторы, влияющие на растворимость. Степень распределения вещества в растворителе определяется соотношением сил взаимодействия вещество — вещество в твердом состоянии с силами взаимодействия растворитель — растворитель и вещество — растворитель в жидкой фазе. В полярных соединениях эти силы связывания кристаллической решетки достигают больших величин (например, электростатическое взаимодействие в ионных или цвиттер-ионных твердых веществах либо многочисленные водородные связи в сахарах). Мало вероятно, чтобы такие соединения легко распределились в неполярном растворителе, где взаимодействие вещество — растворитель будет очень слабым и создаваемый при этом небольшой запас энергии будет недостаточен, чтобы компенсировать энергию, необходимую для отрыва молекул из кристаллической решетки. Наоборот, высокополярные растворители, вероятно, будут растворять неполярные вещества, поскольку включение молекул неполярного вещества между молекулами полярного растворителя должно нарушать относительно сильное взаимодействие между молекулами растворителя без какой-либо значительной компенсации взаимодействием вещество — растворитель. Итак, для тех веществ, которые при растворении распределяются в виде изолированных молекул, существует хорошо известное качественное соотношение между растворимостью и относительной полярностью вещества и растворителя. [c.337]

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]

С повышением температуры растворимость компонентов масляных фракций в полярных растворителях увеличивается и при критической температуре растворения (КТР) наступает полное растворение их в данном количестве растворителя. При растворении компонентов масляных фракций в избирательных растворителях при температурах как выше, так и ниже КТР, система находится в жидком состоянии, т. е. и в том, и в другом случае энергия межмолекулярного притяжения больше энергии теплового движения молекул. Образование однофазной системы при темле-ратурах выше КТР объясняется тем, что в этих условиях кинетическая энергия молекул достаточна для преодоления различия в энергиях межмолекулярного притяжения однотипных молекул компонентов, входящих в состав масляной фракции, и взаимного притяжения молекул самого растворителя [4]. При температурах ниже КТР т-0пловое движение молекул превышает силы притяжения молекул не всех компонентов масляной фракции, в результате чего система разделяется на две жидкие фазы. Критическая температура растворения зависит от структуры углеводородов и природы растворителя. [c.48]

Ароматические углеводороды масляных фракций растворяются как в парафино-нафтеновых углеводородах, так и в полярном растворителе, за счет действия однотипных дисперсионных сил. В последнем случае при контакте с неполярной частью молекул растворителя ароматические углеводороды растворяются в нем вследствие дисперсионного притяжения при соприкосновении с функциональной группой в молекулах этих углеводородов индуцируется дипольный момент и растворение происходит в результате ориентации диполей. Следовательно, преимущественное растворение ароматических углеводородов в шолярном растворителе объясняется большей энергией притяжения диполей по сравнению с энергией взаимодействия неполярных соединений и, кроме того, наличием дисперсионных сил между неполярной частью молекул распворителя и молекулами этих углеводородов. В связи с вышеизложенным растворимость ароматических углеводородов в полярных растворителях при прочих равных условиях уменьшается по мере увеличения длины боковых цепей и усложнения их структуры (рис. 6), так как при этом затрудняются индуцирование в их молекулах дипольного момента и ассоциация с молекулами растворителя [5]. В этом случае растворение является в основном следствием дисперсионного взаимодействия молекул. Повышение степени цикличности ароматических углеводородов приводит к увеличению их растворимости в результате большей поляризуемости таких м олекул, и энергия притяжения диполей превышает энергию дисперсионного цритяжения молекул. [c.49]

Снловые поля молекул аренов, выражаемые в виде различных величин (отношений теплот испарения или свободных энергий взаимодействия к объему или к площади поверхности молекул), значительно выше, чем у насыщенных углеводородов. Поэтому арены лучше адсорбируются пэлярпыми адсорбентами и избирательно растворяются в большинстве полярных растворителей. Исключение представляют лишь полифторсодержащие алифатические и алициклические соединения, лучше растворяющие насыщенные углеводороды, чем ароматические. Эта группа растворителей, в отличие от других полярных соединений, характеризуется меньшими силовыми полями молекул по сравнению не только с аренами, но и с насыщенными углево/[ородами. Взаимная же растворимость соединений, как правило, тем выше, чем ближе величины силовых полей их молекул. [c.149]

Кроме того, lg V растворителя в различных спиртах регулярно уменьшается от метанола к октаполу. Следовательно, энергия взаимодействия растворителя со спиртами повышается с увеличением числа метиленовых групп в спирте, т. е. уменьшением влияния полярной группы. [c.429]

Возможны переходы с несвязывающей атомарной орбитали на молекулярную орбиталь с большей энергией переходы и п- о. Полосы п->л -переходе в наблюдаются в ближней УФ и видимой областях спектра и часто называются -полосами. Полосы п а -переходов наблюдаются в дальней, а иногда и в ближней УФ-областях. Переходы п- л являются запрещенными и их интенсивности значительно ниже интенсивностей переходов л я и я уст (коэффициент поглощения для разрешенных переходов 10 и более, для запрещенных — меньше 10 ). В УФ-области в вакууме наблюдаются переходы с орбитали в основном состоянии на одну из орбиталей с очень высокой энергией, приводящие к образованию молекулярных ионов. Метод эмпирической идентиф икадии я->л -и п л -переходов основан на их поведении при растворении вещества в различных растворителях. Для л я -переходов при увеличении полярности растворителя наблюдается (хотя и не всегда) сдвиг /С-полосы поглощения в длинноволновую часть спектра. Исключением является обратный сдвиг Я -полосы поглощения для некоторых ароматических молекул (смещение полосы поглощения в длинноволновую часть спектра называют батохромным сдвигом, в коротковолновую часть — гипсохромным). Для п я -переходов при увеличении полярности растворителя наблюдается гипсохром-ный сдвиг соответствующей -полосы поглощения, причем сдвиг на гораздо большую величину, чем для /С-полос. В табл. 1 показано влияние растворителей на спектр окиси мезитила. Обычный батохромный сдвиг полос, обусловленных я- -л -переходами, вызван взаимодействием с растворителем, которое несколько увеличивает свободу движения электронов в молекуле. Однако при л л -переходах изменения в распределении электронов более значительны, соответственно увеличиваются изменения в расположении ядер. Согласно принципу Франка — Кондона, процесс перехода в новое электронное состояние происходит за 10 с за это время ядра не успевают изменить своего взаимного расположения, поэтому наблюдаемый переход происходит при более коротких длинах волн, когда ядра еще не успели занять своего нового положения. [c.9]

Реакции переноса электрона. Реакции переноса электрона, являясь простейщим типом химического процесса, весьма распространены в фотохимии. Перенос электрона, происходящий при взаимодействии возбужденных молекул с донорами или акцепторами электрона, связан с тем, что при возбуждении молекул уменьщаетсч их потенциал ионизации и возрастает сродство к электрону. Такое взаимодействие возбужденных молекул с донорами и акцепторами электрона приводит к различным химическим и физическим процессам. В малополярных растворителях часто наблюдается образование возбужденных комплексов переноса заряда — эксиплексов. В полярных растворителях, где сольватация понижает энергию эксиплексов, реакция их образования становится необратимой и образуются иоп-радикальпые пары и свободные ион-радикалы. Образование эксиплексов и ион-радикалов может быть представлено следующей схемой [c.176]

Чаще всего мицеллы имеют сферическую форму. В полярном растворителе, таком, как вода, гидрофобные углеводородные цепи поверхностно-активных веществ сосредоточены внутри сферы, по поверхности которой распределены полярные или ионные головки , ориентированные в направлении противоионов, находящихся в водном растворе. Объединяясь вместе, гидрофобные группы обеспечивают благоприятное изменение энтропии, так как при этом молекулы воды уходят из водноорганической интерфазы и гидрофобные группы приобретают значительную свободу движения внутри мицеллы. Именно это увеличение энтропии приводит к благоприятному изменению свободной энергии при мицеллообра-зовании. [c.283]

При условии АН <0 (или Д 7<0), которое соблюдается, если при растворении выделяется тепло, так как изменение энтальпии (или внутренней энергии) равно интегральной теплоте растворения с обратным знаком. Такое условие часто соблюдается на практике, например при растворении полярных полимеров в полярных растворителях Положительный тепловой эффект при растворении объясняется тем, что теплота сольватации м,акромоле-кул больше теплоты собственно растворения, а, как извстно, об- [c.438]

В настоящее время еще невозможно точно установить связь между природой растворителя и его способностью растворять данное высокомолекулярное вещество. Обычно ограничиваются эмпирическим правилом подобное растворяется в подобном. Иными словами, неполярные полимеры растворяются в неполярных растворителях, а полярные —в полярных. Джи установил связь между способностью растворителей вызывать набухание и растворение полимера и значениями плотностей когезионных энергий этих растворителей. Удельная плотность когезио 1ной энергии, /Умол (где Е — когезионная энергия или скрытая теплота испарения, Умол — мольный объем) представляет собой энергию, которую необходимо затратить для того, чтобы раздвинуть молекулы, содержащиеся в 1 см полимера, на расстояние, превышающее сферу их действия. На ряде примеров было показано, что максимальное набухание наблюдается, когда удельные плотности когезионной энергии растворителя и полимера равны или близки. [c.445]

Таким образом, энергия реактивного взаимодействия полярных молекул с окружающей средой в основном определяется величиной дипольного момента т и статической диэлектрической проницаемостью ев. Для полярных раствО рителей эта энергия Ен может быть значительно больше энергии ориентационного и дисперсионного взаимодействий. Однако для растворов углеводородов в полярных растворителях величина Ен мала, так как дипольный момент углеводородов т О. [c.11]

При введении в молекулу полярного растворителя дополнительных групп, таких как N02, ОН, ЗОгСНз и других, например при переходе от нитробензола к изомерам динит робен-зола, происходит более неравномерное распределение зарядов в молекуле, усиливается электроноакцепторная способность растворителя, стабильность п-комплексов с ароматическими или непредельными углеводородами и, как правило, возрастает селективность растворителя. Однако наряду с увеличением энергии Еас при введении подобных заместителей происходит еще большее возрастание энергии взаимодействия молекул растворителя между собой Есс, что и приводит к увеличению коэффициентов активности углеводородов, к снижению растворякжцей способности растворителей. [c.30]

Для КС1 эта величина составляет 711 кДж/моль. При растворении такое большое количество энергии получается главным образом за счет энергии гидратации ионов (339+ + 351=690 кДж/моль). Разница в 21 кДж/моль покрывается за счет энергии теплового движения молекул. Растворение в этом случае сопровождается охлаждением раствора. В других случаях энергия гидратации может превышать энергию кристаллической решетки (например, для Li l). Тогда при растворении происходит нагревание раствора. Аналогичные явления наблюдаются при растворении электролитов в других полярных растворителях. [c.178]

Если растворение протекает с выделением теплоты и АНсО. Это имеет место при растворении полярных полимеров в полярных растворителях. Энергия сольватации полярных групп полимера больше, чем затраты энергии на преодоление сил сцепления макромолекул друг с другом, [c.466]

Наглядное доказательство отсутствия полного разделения заряда в типичных ионных молекулах получено на основании измерений электрического момента диполя и межъядерных расстояний. В частности, экспериментально определенная величина электрического момента диполя молекулы Na l в газовом состоянии 33,3 Ю Кл -м заметно меньше теоретической 40 10- Кл -м. Последняя может быть получена исходя из предположения о существовании ионов Na" и С1 нри знании межъядерного расстояния в молекуле поваренной соли (250 пм). Диссоциация галидов щелочных металлов на ионы в полярных растворителях объясняется тем, что ионы имеют большие энергии сольватации, способные скомпенсировать недостающую энергию диссоциации на ионы в газовой фазе. [c.173]

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]

Энергия ионной связи. С ионными молекулами химику приходится встречаться nt сравненно реже, чем с частицами, где атомы свя- заны ковалентной связью. Как мы увидим ниже (см. ip. 254), в ионных кристаллах не существует отдельных молекул. Е5 большинстве растворов ионных соединений также нет их молекул, поскольку при растворении в полярных растворителях (вода, спирты и т. п.) ионные соединения полностью диссоциируют, а в неполярных ( I4, gHe и т. п.) они обычно нерастворимы. [c.203]

Из (49.20) видно, что основная компонента энергии, энергия электростатическая —(e ifs ) спадает пропорционально только второй степени расстояния, т. е. значительна даже на больших расстояниях. Для системы однозарядный ион — молекула воды на расстоянии 3 10 м она больше 40 кДж/моль без учета поляризуемости. Поэтому ион-дипольное взаимодействие играет большую роль в растворах электролитов в полярных растворителях воде, спиртах, аммиаке и т. п. Особенно велико оно для ионов с заметной поляризуемостью (Ag , ТГ) и высоким зарядом (Са , и др.). Во всех этих растворах образуются довольно стабильные продукты взаимодействия иона с несколькими молекулами растворителя — сольваты (гидраты в водных растворах). Они особенно существенны для катионов, поскольку малый радиус катиона, согласно (49.20), способствует стабильности сольвата (гидрата). Анионы, как более крупные частицы, менее сольватирораны. [c.265]

Поэтому при поглощении молекулой ультрафиолетового излучения высокой энергии наблюдаемый спектр поглощения состоит из широких полос, являющихся результатом наложения большого числа узких полос, соответствующих различным переходам между близко расположенными подуровнями. Сложная природа электронных спек-ров многоатомных молекул делает очень трудным их полный анализ даже при использованип приборов высокого разрешения, т. е. высоко монохроматичных потоков излучений. Отсутствие вращательной и вращательно-колебательной структур можно наблюдать в спектрах жидких веществ и растворов, что связано с взаимодействием между соседними молекулами растворенного вещества и влиянием сольватации (большинство химических исследований относится именно к этим условиям). Полярные растворители обусловливают обычно значительно большие изменения в полосах поглощения, чем неполярные. Это объясняется тем, что оптические спектры возникают в результате поглощения или излучения света внешними электронами, наименее прочно связанными с ядром, которые требуют для возбуждения меньше энергии, чем внутренние электроны. [c.8]