Гидратация ионов отрицательная, положительная

Первое слагаемое АГ3 1 имеет отрицательный знак и характеризует уменьшение растворимости газа за счет разрушения собственной структуры воды под влиянием ионов. Второе слагаемое А з л характеризует изменение растворимости газа за счет образования вблизи ионов зон упорядоченного расположения молекул воды. Знак А з и зависит от характера расположения молекул растворителя в этих зонах. Очевидно, что АГз,ц будет иметь положительный знак только в том случае, если ионы способствуют развитию структуры, характерной для чистой воды. Примером здесь могут быть ионы с гидрофобным характером гидратации, которые обладают положительным солевым эффектом [69]. Третье слагаемое 3,111 характеризует влияние упорядочивающего действия частиц газа на его растворимость в растворе электролита. Этот вклад отрицателен [c.134]

Такая температурная зависимость ближней сольватации Ы связана с разрушением структуры спиртов, происходящим при повышении температуры. Более низкое значение температуры, при которой изменяется знак ближней сольватации у этанольных растворов по сравнению с наблюдаемой в метанольных, обусловлено тем, что при данной температуре метанол более структурирован, чем этанол. Отрицательная ближняя гидратация ионов сменяется положительной и в воде при повышении ее температуры. Вследствие того что с повышением температуры собственная структура воды разрушается тепловым движением молекул, такие ионы, как K Сз" и МОз", становятся менее отрицательно гидратированными. При некоторой температуре их гидратация сменяется на положительную. При этом чем сильнее выражена отрицательная гидратация, тем большее разрушение структуры воды требуется для перехода иона из области отрицательной гидратации в область положительной. [c.276]

Согласно соотношению (2) ближайшие к иону молекулы воды обмениваются чаще, чем молекулы НаО в чистой воде ( < ). Гидратация, когда А ,- > О, называется положительной, а когда А г < < О, —отрицательной. Границе между положительной и отрицательной гидратацией отвечает А ,- = О и x lx = 1. Величина А зависит от радиуса иона и строения его электронной оболочки. Так, для иона А 1,7 кДж/моль, а для иона Сз+ А — —1,4 кДж/моль ( = 17,9 кДж/моль). Явления положительной и отрицательной гидратации ионов исследуются методами ИК-спек-троскопии, ЯМР, радиоспектроскопии и др. [c.343]

При Аш<Аь, когда энергия связи ионов в кристаллической решетке металла меньше энергии гидратации ионов в растворе, металл заряжается отрицательно, а раствор положительно. При равновесии, имеющем динамический характер, скорости прямого и обратного процессов равны. [c.416]

Разрушение кристаллической решетки на свободные ионы — процесс эндотермический (АЯрещ, > 0) гидратации ионов — процесс экзотермический (АЯгидр < 0). Таким образом, в зависимости от соотношения значений АЯр и АЯр др тепловой эффект растворения может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Так, растворение кристаллического гидроксида калия сопровождается выделением теплоты, т. е. на разрушение кристаллической решетки КОН требуется меньше энергии (АЯреш = 790,5 кДж/моль), чем ее выделяется при гидратации ионов (АЯгидр.к+ [c.169]

Граница между положительной и отрицательной гидратацией зависит от давления и температуры раствора. По результатам исследований О. Я. Самойлова и Г. А. Крестова, с увеличением давления ближняя гидратация ионов Ыа" и К усиливается, а ионов ЫН 4 ослабляется. При этом отрицательная гидратация К сменяется положительной. Объясняется это уменьшением общей связности молекул воды, разрывом части водородных связей под действием внешних сил. Рост давления и температуры разрушают тетраэдрическую структуру воды. [c.276]

Из рис. 1У-25 видно, что положительно заряженные обратноосмотические мембраны задерживают положительно заряженные ионы и свободно пропускают отрицательно заряженные. Отрицательно заряженные— наоборот. Фильтрат, выходящий со стороны отрицательно заряженных мембран, представляет собой щелочь, со стороны положительно заряженных мембран — кислоту. При разделении Кононов обнаружено большое влияние на процесс теплоты гидратации ионов — чем больше различие в теплотах гидратации, тем больше для Кононов значения /Ср. Это объясняется, по-видимому, тем, что на данный процесс, названный электроосмофильтрацией (ЭОФ), большое влияние оказывает понный двойной электрический слой (ДЭС) на границе раздела связанный слой жидкости — объемный раствор. Наличие двух факторов — связанного слоя жидкости и ДЭС в основном и определяет направление и скорость процесса переноса (транспорта) ионов через заряженные электрическим током обратноосмотические мембраны. Соответственно значения /Ср должны зависеть от относительного вклада этих двух факторов в транспорт ионов, находящихся в разделяемом растворе. [c.199]

Согласно выводам [91], под предельной понимается температура, при которой в результате структурных изменений воды происходит компенсация эффектов упорядочивающего и разупорядочивающего влияния ионов или молекул (в данном случае - мочевины), и осуществляется смена одного вида ближней гидратации на другой (переход положительной гидратации в отрицательную при Т < Тц , и наоборот). По сути предельная температура может рассматриваться как количественная мера отрицательной или положительной гидратации мочевины. [c.145]

Так, в случае щелочных металлов первым в ряду напряжений стоит не цезий, как, казалось бы, можно было ожидать, а литий, хотя атом лития намного труднее теряет электрон, чем атом цезия. В чем же причина особого положения лития в ряду напряжений Выше говорилось, что ряд напряжений характеризует процесс окисления металла с образованием гидратированного иона. Чем легче протекает этот процесс, тем левее располагается металл в ряду напряжений. В случае лития важную роль играет легкость гидратации иона лития из-за своих малых размеров он притягивает к себе отрицательные концы полярных молекул воды сильнее, чем пои цезия (гораздо более крупный), так как расстояние между центрами отрицательного и положительного зарядов в случае лития оказывается меньшим. В результате суммарный процесс (потеря электронов, а затем гидратация образующегося иона) оказывается в случае лития энергетически более выгодным, чем в случае цезия. [c.161]

О. Я. Самойловым введены также понятия положительной и отрицательной гидратации [6]. В первом случае ослабляется трансляционное движение молекул воды вблизи иона, они становятся менее подвижными, чем в чистой воде. При отрицательной гидратации, наоборот, возрастает подвижность молекул воды вблизи иона. Это происходит в присутствии ионов большого размера с малыми зарядами (К+, С5+, Вг и др.). Различный характер гидратации ионов четко отмечается методами ядерного магнитного резонанса, инфракрасной спектроскопии и др. [c.13]

Влияние структурного состояния воды на гидратацию ионов ярко отражается в таких явлениях, как изменение гидратации ионов с температурой [77, 78], давлением [74] и под влиянием добавок неэлектролитов, солевые эффекты растворимости неполярных газов, наличие у ряда ионов отрицательной гидратации и зависимость границы между положительной и отрицательной гидратацией от температуры [75], давления, концентрации [76], добавок неэлектролита и изотопного состава воды. [c.138]

Первое слагаемое — отрицательный вклад в 2ДУ°гидр, суммарно характеризующий процессы перехода ионов из газовой фазы в раствор, взаимодействия ион-молекула воды (положительные вклады, связанные с эффектами отталкивания [79], невелики и могут не учитываться) и упорядочивания расположения молекул в поле ионов в области дальней гидратации. Второе слагаемое — положительный вклад, суммарно характеризующий эффект разрушения структуры воды, связанный с разрывом водородных связей между молекулами воды и их переориентацией в поле иона. Как пока- [c.138]

Менделеев, посвятивший исследованиям растворов более сорока лет, первым указал, что в реальном растворе могут существовать не только частицы растворенного вещества и растворителя (примерами таких растворов являются растворы Нг, Ог, N2 в воде, парафинов в жидких углеводородах), но часто может происходить химическое или физическое взаимодействие частиц растворяемого вещества с растворителем. Это легло в основу разработанной им гидратной теории растворов. Так, положительные и отрицательные ионы, имеющиеся п кристаллической решетке солей, могут по законам элек-ггрического взаимодействия притягивать или отталкивать полярные молекулы растворителя. Например, положительно заряженные ионы Na+ могут быть окружены одним или несколькими слоями полярных молекул воды (гидратация ионов), отрицательно заряженные ионы С1" также могут взаимодействовать с молекулами [c.149]

Нейтрализация слабых кислот сильными основаниями или сильных кислот слабыми основаниями сопровождается одновременной диссоциацией слабого электролита. При этом выделяется или поглощается теплота диссоциации АЯдисс, которая зависит от теплоты, поглощаемой при распаде молекулы на ионы, и теплоты гидратации ионов молекулами растворителя. Теплота диссоциации может быть как положительной, так и отрицательной. Таким образом, теплота нейтрализации слабых кислот и оснований складывается из двух величин теплоты образования воды из ионов и теплоты диссоциации слабого электролита [c.95]

Рассмотрим электролитическую диссоциацию веществ с ионной и полярной ковалентной связью. Предположим, чТо в воду поместили кристаллы хлорида натрия Na — вещества с ионной связью. Полярные молекулы воды электростатически притягиваются положительными концами к отрицательным ионам С1 в хлориде натрия, а отрицательными концами — к положительным ионам Na+ (рис. 5.2). В результате такого взаимодействия нонов с диполями воды ослабляется связь между ионами кристалла, и они переходят в раствор в виде гидратированных ионов. Представление о гидратации ионов, т. е. о возникновении химической связи между ионами и молекулами воды, введено русским учсньш И. А. Каблуковым п явилось развитием химической теории растворов. [c.79]

Разный характер гидратации ионов N3+ (положительная гидратация) и К+ (отрицательная гидратация), возможгго, играет определенную роль в биологической специфичности. этих катионов. [c.112]

Способность ион-атома переходить в раствор электролита различна у разных металлов. Ион-атомы металла могут переходить в раствор, если энергия гидратации ионов достаточна для разрыва связи между ион- атомами и ЗJ eктpoнaми. При этом на поверхности металла осгается эквивалентное количество электронов, которые сообщают металлу отрицательный заряд. Этот заряд вызывает электростатическое притяжение между положительно заряженными ион-атомами металла, перешедши.ми в раствор, и поверхностью металла. Образуется двойной электрический слой, устанавливается некоторая разность потенциалов между металлом и раствором электролита (рис. 4.1, а). [c.39]

Когда ионы металла переходят в раствор (энергия гидратации ионов достаточна для разрыва связи между ион-атомами и электронами), на поверхности металла остается эквивалентное количество электронов (рис. 7), которые в раствор не переходят и сообщают металлу отрицательный заряд. 3)тот заряд вызывает электростатическое притяжение между положительно заряженными ионами металла, нерешедщими в раствор, и поверхностью металла. Указанные явления на границе металл — водный раствор электролита приводят к возникновению двойного электрического слоя, образуемого электрическими зарядами, находящимися на металле, и ионами противоположного заряда, располагающимися у поверхности металла в растворе, что приводит к установлению некоторой разности потенциалов между металлом и раствором электролита (рис. 8, а). [c.15]

Исследования водных растворов различными методами показывают, что гидратация ионов сопровождается нарушениями структуры воды. При этом по своему действию ионы распадаются на две группы крупные одно- и многоатомные ионы (К+, Сз+, Вг , 1 , КеОГ и др.), для которых преобладают эффекты разупорядо-чения структуры воды (отрицательная гидратация), и многоза-рядны , а также небольшие однозарядные одно- и многоатомные иоЬы (АР+, Мд2+, [Ь1+, РО , ЗО и др.), для которых преобладают эффекты упорядочения структуры воды (положительная гидратация). [c.244]

Из таблицы видно, что Д5ц существенно зависит от основных характеристик ионов. Чем меньше размер иона и больше заряд, тем более отри с1ательное значение Д5и, т. е. усиливается положительная гидратация ионов. И наоборот, увеличение размера нона и уменьшение его заряда способствует усилению отрицательной гидратации, например, в направлении К+ Сз+, [c.247]

Выше этой температуры ионы характеризуются положительной гидратацией, ниже — отрицательной. Таким образом, изменением температуры можно менять сольватируемость ионов. Предельные температуры некоторых ионов в обычной и тяжелой воде приведены в табл. 37. [c.248]

В терминах концепции водородной связи положительная гидратация, т. е. увеличение среднего времени пребывания молекул воды в положении равновесия, будет соответствовать укреплению водородных связей, отрицательная гидратация — их ослаблению. Ионы Ыа+, a + и 5г + обладают положительной гидратацией, ионы К+, КЬ+, С1 , Вг- и —отрнцателыюй гидратацией. Сумма энергий ближней гидратацпи различных комбинаций ионов может быть как положительной, так и отрицательной и в результате растворение тех или иных солей может как укреплять, так и ослаблять водородные связи в воде. Конкретно соли калия, наиболее часто рассматриваемые в данной книге соединения, дают суммарный отрицательный эффект, поэтому нх растворение в воде должно сопровождаться ломкой водородных связей и, следовательно, поии-жением рефракции. Аналогично, хотя и в меньшей степени, должны понижать рефракцию при растворении в воде соли натрия. [c.207]

Существенную роль при электрохимической коррозии играет гидратация Ионов, Известно, что молекулы воды асимметричны, т. е. центры тяжести положительных и отрицательных зарядов в них не совпадают (связи водород-кислород в молекуле воды не вытянуты в одну прямую шЛшю, а расположень под углом 105 друг к другу). Следствие этого - полярность молекулы воды, т е. наличие в ней двух полюсов - положительного 4 отрицательного. [c.14]

Значение такого взаимодействия растворителя с растворяемым веществом в процессе растворения мол<но показать на примере растворения хлористого натрия в воде. В кристаллической решетке хлористого натрия положительные ионы натрия и отрицательные ионы хлора испытывают сильное взаимное притяжение. Энергия, необходимая для их разделения, настолько велика, что такие неполярные растворители, как бензол и четыреххлористый углерод, не растворяют хлористый натрий. Однако растворитель, подобный воде, которая обладает высокой диэлектрической постоянной и большим дипольным моментом, сильно притягивается как к ионам натрия, так и к ионам ллора в результате происходит сольватация ионов, которая сопровождается значительным уменьшением энергии системы. Если энергия, требуемая для отрыва ионов от кристалла, приблизительно равна энергии сольватации, как в случае растворения Na l в воде, то значение АН для суммарного процесса близко к нулю. При растворении Na l в воде при 25° С наблюдается лишь небольшое охлаждение величина q положительна. Прн растворении Na2S04 в воде при 25° С выделяется теплота, потому что энергия гидратации ионов больше, чем энергия, необходимая для отрыва ионов от кристалла. [c.36]

Особенного типа взаимодействия наблюдаются при появлении в таком структурированном растворителе, как вода, соединений, диссоциирующих на ионы, когда сочетаются чисто физические явления, обусловленные присутствующими в стехиометрических соотношениях положительными и отрицательными частицами, с явлениями нарушения структурных элементов среды, характеризуемых общим термином — гидратация ионов . Физикохимические свойства таких систем и соответствующих им по составу природных вод будут различны в зависимости от наличия в них однозарядных (На+ и К+) или двухзарядных катионов (Са + и Мд2+), а также одноатомных (СЬ) или многоатомных (НСО3- и 304 -) анионов. Важность высказанного положения становится ясной, если напомнить, что при исследованиях химических процессов водоподготовки еще недостаточно внимания уделяется изучению влияния ионных примесей воды на их кинетику. Это затрудняет статистическую обработку накопленных огромных материалов по эксплуатации станций водоподготовки с различной минерализацией, необходимую для создания систем автоматического управления. [c.78]

Обычно для суждения о структурном состоянии воды и ее растворов используют результаты измерения вязкости. На рис. 32, б приведены данные для электролитов, которые встречаются в природных водах. Почти все они увеличивают вязкость воды, и среди них особенно выделяется сернокислый магний, а также добавляемые в воду каогулянты — сернокислый алюминий и хлорное железо. Однако хлористый калий фактически делает воду менее вязкой. Все это удовлетворительно объясняется приведенной выше положительной и отрицательной гидратацией ионов, входящих в состав электролитов, в связи с чем первые называются структуроупорядочивающими, последние—структуроразрушающими электролитами. [c.82]

Рассмотренные два вида взаимодействия не являются взаимоисключающими, они, описывая единый сложный процесс ближней гидратации ионов, дополняют друг друга. Так, Крестов, рассчитывая суммарное изменение энтропии воды Д5л в растворах электролитов, подтвердил правомочность гипотезы об отрицательной (энтропия системы возрастает и ДЗ] > 0) и положительной (энтропия системы уменьшается и Д5ц < 0) гидратации ионов. В первом случае преобладает эффект разупорядочения структуры воды, во втором — эффект упорядочения. Из ионов, присутствующих в природных водах, ионы К , имеющие большой радиус и малый заряд, оказывают разупорядочивающее действие, а многозарядные катионы Са " , и многоатомные анионы НС07< ЗО упорядочивают структуру воды. Для ионов Ыа и С1 изменение энтропии, характеризующее структурные изменения воды, почти равно нулю и, следовательно, подвижность молекул [c.144]

Многие результаты теоретических и экспериментальных работ по гидратации ионов (некоторые из этих работ приведены в табл. 2 и 3) можно интерпретировать на основе современных представлений о структурных и динамических свойствах воды. Особый интерес представляет способность некоторых ионов разрушать структуру воды, образовывая с ней комплексы, включаться в существующую структуру воды, увеличивать или уменьшать степень упорядочения растворителя на значительном расстоянии. Ионы классифицируются как "структуроразрушители" и "структурообразователи" в зависимости от того, разрушают ли они структуру воды с образованием менее специфической структуры со слабой координацией молекул, стабилизируют существующую структуру или же приводят к новой гидратной структуре с сильной координацией. Однако такое разделение не всегда оправдывается в различных измерениях. В настоящее время почти нет сомнений в том, что в растворе могут существовать гидратированные группы со специфической локальной координацией ионов и молекул воды. Некоторые ионы могут разрушать структуру воды путем комбинации кулоновского взаимодействия, поляризационных и стерических факторов. Так, имеются свидетельства того (табл. 3), что ионы с сильными полями образуют гидратные комплексы с ближним порядком, аналогичным порядку в соответствующих кристаллогидратах, но с различной степенью ковалентного связывания иона ме-тадла с кислородом воды. Сильные поля таких ионов могут вызывать упорядочение растворителя за первым гидратным слоем. Имеются также данные, указывающие на то, что при низких концентрациях и температурах "водоподобные" области могут сосуществовать с гидратированными ионами. Такие ионы также увеличивают среднюю энергию активации диффузии молекул И jO и действуют как "положительные гидрататоры", по терминологии Самойлова [3, 4]. С другой стороны, большие ионы с низким зарядом могут разрывать структуру воды, вызывая уменьшение средней энергии активации диффузии, т.е. действуя как "отрицательные гидрататоры". Очевидно также, что в некоторых случаях (табл. 3) ионы могут включаться (путем внедрения или замещения) в существующую структуру воды и при этом не разрушать ее. [c.194]

Первый член правой части уравнения — величина, введенная Дебаем и Гюккелем ( Дебай — Гюккелевский член ), всегда отрицательна. Второй член, или член растворителя , вносит поправку на пониженную активность воды в солевом растворе этот член всегда положителен, так как величина меньше единицы. Третий член, или масштабный член , учитывает гидратацию ионов, т. е. связывание V ионов с п молекулами воды, которые при этом перестают действовать как молекулы растворителя. Масштабный член может быть положительным, равным нулю или отрицательным, соответственно значениям п>у, п = у или п< Так, очень высокая степень гидратации растворенного вещества обусловливает получение необычайно высокого коэффициента активности, который при достаточно больших концентрациях может даже оказаться больше единицы. [c.28]