Ориентация диполей воды

Ориентация диполей воды вокруг иона сопровождается дальнейшим изменением энергии. Экзотермический эффект является только главным эффектом кроме него происходят и другие эффекты. Одним из эффектов является поляризация молекулы воды вокруг иона под влиянием электрического заряда изменяется дипольный момент воды. Чем больше заряд иона, тем больше это изменение. [c.176]

Рис. 12. Зависимость энергии диноль-дииольного взаимодействия от расстояния. Степень ориентации диполей воды, % . ) —100 2 — 55 3 — 35. Кривая 4 характеризует энергию молекулярного взаимодействия двух пластин.

Если к ионным соединениям не применять термин молекула (см. гл. П1, 8), то следует говорить об ориентации диполей воды вокруг ионов на поверхности кристалла, а последующее их взаимодействие приводит к отрыву ионов от кристалла и переходу их в раствор. В этом случае процесс можно выразить уравнением [c.151]

Рис. 7. Ориентация диполей воды у катионов (а, б) и анионов (в, г).

Рассмотрим растворение полярных соединений на примере НС1. При растворении хлороводорода в воде происходит ориентация диполей воды вокруг растворенных молекул, вызывающая еще больщую поляризацию молекул хлороводорода (рис. 50). Полярная связь между атомами водорода и хлора переходит в ионную. При этом общая электронная пара целиком сдвигается к атому хлора, п в результате происходит гетеролитиче-ский разрыв молекулы. Атом хлора превращается в гидратированный хлорид-ион, а протон с молекулой воды образует сложную положительно заряженную частицу Н3О+, называемую гидроксонием (рнс. 51) [c.215]

Если к ионным соединениям не применять термин моле-кула (см. стр. 74), то следует говорить об ориентации диполей воды вокруг ионов кристалла, а последующее их взаимодействие приводит к отрыву ионов от кристалла и переходу их в раствор. [c.117]

При нагревании воды содержание молекул уменьшается. Степень диссоциации воды очень мала. Причиной диссоциации является притяжение, испытываемое молекулами растворенного вещества со стороны близлежащих молекул воды. Молекулы воды построены несимметрично, вследствие чего, несмотря на их электронейтральность в целом, они могут оказывать электростатическое воздействие на окружающие их ионы или диполи. Так, например, к положительным полюсам диполей они должны поворачиваться своими отрицательными полюсами, а к отрицательным — положительными. Подобная ориентация диполей воды создает условия для образования сил электростатического притяжения. Эти силы стремятся как бы разорвать молекулу электролита на составляющие ее ионы и тем самым ослабить связь между ними. Энергия теплового движения молекул оказывается достаточной, для того чтобы произошел такой разрыв и молекула подверглась диссоциации [46]. [c.78]

При ионизации молекул слабых электролитов появление заряда на органической молекуле вследствие ион-дипольного взаимодействия вызывает ориентацию диполей воды, существенно нарушающую структуру, образованную кластерами. Вследствие нарушения этой структуры возрастает энтропия системы, а ион-дипольное взаимодействие приводит к уменьшению ее энергии Гиббса. В результате растворимость слабого электролита с увеличением степени ионизации резко возрастает, т. е. возрастает энергия гидратации молекул. [c.13]

Уравнение (501), а следовательно, и уравнение (503) будут оправдываться в том случае, если ориентация диполей воды в нулевой точке одинакова для всех металлов и двойной слой в металле (при потенциале нулевой точки) не изменяется при переносе его из вакуума в водный раствор. Обосновать теоретически выполнение этих условий невозможно, и справедливость уравнений (501) и (503) можно доказать или опровергнуть поэтому лишь опытным путем. [c.264]

Бокрис, Бломгрен и Конвей используют модифицированную изотерму Ленг-мюра, в которой свободная энергия адсорбции является убывающей функцией от поверхностной ко1щептрации, но не в первой степени, как в теории Фрумкина, а в степени, отличной от единицы. Бокрис, Деваггатхан и Мюллер учитывают конкуренцию за место в двойном слое И ежду молекулами воды и органического вещества, подчеркивая роль ориентации диполей воды на поверхности раздела, зависящую от ее заряда. [c.248]

Многие работы, опубликованные за последние годы, посвящены строению внутреннего слоя. Наше понимание его структуры и сил, действующих в этой области, далеко от совершенства. В ряде работ [16—25] предложены теории этого слоя, образующегося на поверхности раздела ртутный электрод — раствор электролита. В этих работах обычно принимаются две возможные ориентации диполей воды во внутреннем слое. Существенным недостатком таких концепций, как подчеркивает Левин с сотр. [c.23]

Продолжает вызывать интерес исследователей природа горба на кривых емкости внутреннего слоя и связанное с этим направление ориентации диполей воды на поверхности раздела ртуть — раствор электролита. [c.24]

Весьма важно, что, по современным представлениям, молекулы белка в растворе, в частности молекулы фермента, находятся в состоянии постоянного динамического изменения. Меняется распределение зарядов и ориентация диполей воды вокруг ионогенных группировок изменяется даже третичная структура, т. е. конфигурация молекул в пространстве. Таким образом, принято считать, что молекулы фермента в растворе образуют ряд конфигурационных и ионизационных изомеров В частности, изменения третичной структуры молекул фермента, связанные с напряжением валентных связей как в молекуле субстрата, так и в активном центре фермента, повидимому, имеют место при взаимодействии фермента с субстратом. В этих случаях говорят о конформационных изменениях молекул фермента, т. е. о деформации отдельных частей молекул без разрыва сил химического сродства. [c.120]

Рис. 17-13, Гидратация ионов. Ориентация диполей воды вокруг ионов в водных растворах.

Ориентация диполей воды вокруг ионов оказывает двойное влияние. Во-первых, поскольку противоположные заряды размещаются друг возле друга, энергия системы уменьшается. Это облегчает отрыв ионов от кристалла хлористого натрия и переход их в раствор. Кроме того, ориентация молекул вокруг ионов — закрепление их около ионов — способствует упорядоченному расположению частиц в растворе. А так как. любая система стремится к максимальной неупорядоченности, ориентация препятствует отрыву молекул от кристалла и переходу их в раствор. Эти два следствия гидратации ионов — понижение энергии при растворении [c.469]

Известно, что ориентация диполей воды вокруг электрических зарядов не везде одинакова. Слои воды, находящиеся непосредственно у поверхности коллоидных частиц, связаны с частицами наиболее прочно и являются наиболее упорядоченными. Чем даль- [c.388]

Исследованиями А. Н. Фрумкина установлено [2], что поверхность водных растворов заряжена отрицательно вследствие определенной ориентации диполей воды и преимущественной адсорбции анионов. При добавлении к золю этилового спирта в таком количестве, когда большая часть его остается не адсорбированной коллоидными частицами, будет происходить адсорбция спирта поверхностным слоем. При атом молекулы спирта под действием поверхностных сил ориентируются таким образом, что гидрофобная группа СгН направляется наружу, а гидрофильная ОН — внутрь жидкости, в результате поверхность золя заряжается положительно. Поэтому выход положительно заряженных коллоидных частиц гидроокиси алюминия и бериллия на положительно заряженную поверхность золя будет сильно затруднен, а когда заряд станет достаточно большим, то невозможен совсем, что приведет к снижению скорости или к прекращению образования пленок. [c.97]

При классическом описании такого взаимодействия молекулы воды изображают в виде диполей, и предполагается, что устойчивость u (aq) объясняется благоприятной ориентацией диполей воды вокруг этих ионов. Однако теперь мы сможем представить процесс гидратации несколько иным образом. Орбитальная заселенность иона Си " оставляет незаполненными четыре валентные орби- тали [c.213]

Изменение устойчивости ири изменении кислотности среды и незначительном изменении ионной силы может быть объяснено влиянием pH на свойства поверхности ЗЮг и, вследствие этого, на свойства и протяженность ГС. При щелочных pH образование ГС может быть связано с ориентацией диполей воды иод действием сильного электрического иоля поверхности частиц ЗЮг (л Ю В/см). Следует отметить, что при pH = 9- 11 существенную роль в устойчивости частиц кварца могут также играть поверхностные гелеобразные слои иоликремниевых кислот. При pH = 2 наблюдаемая устойчивость системы может быть обусловлена ориентацией молекул воды за счет водородных связей, возникающих около незаряженной поверхности, несущей недиссоциированные силанольные группы [502, 503, 508]. Таким образом, для золя ЗЮ2 в случае как незаряженной, так и высокозаряженной поверхности частиц возможно образование достаточно толстых и прочных ГС, что обусловливает высокую агрегативную устойчивость системы. В промежуточной области (рН = Зч-6), где с одной стороны, часть силанольных групп уже диссоциирована, а с другой стороны, плотность фиксированного заряда еще недостаточно велика, развитие ГС является минимальным. [c.175]

В воде, сомнительно, чтобы этот ион мог существонать достаточно длительное время для ориентации диполей воды вокруг него и тем самым для выделения всей полагающейся при этом энергии гидратации. Для того чтобы обойти эту трудность, Уилмарт, Дэйтон и Флаурной предложили другой механизм. Они считают, что молекула водорода может одновременно взаимодействовать с ионом гидроксила и с молекулой воды [c.213]

Из ряда работ Б. В. Дерягина с сотрудниками было найдено, что для воды в пристенных слоях толщиной от 10 до 10 см обнаруживается сильное увеличение вязкости под влиянием поверхностных сил, обусловленных ориентацией диполей воды к образованием структур, обладающих прочностью на сдвиг. В работе Б. В. Дерягина и М. М. Кусакова, где пузырек воздуха в воде прижимался к стеклянной плоской поверхности, было установлено, что пристенные слои чистой воды, обладающие сдвиговой прочностью, достигают размеров 1 10 см. Эти наблюдения позволили авторам предположить наличие расклинивающего давления в зазоре между пузырьком газа и стенкой, которое оценивалось по известному уравнению Лапласа [c.87]

Если ограниченно растворимое в воде вещество обладает в растворе свойствами слабого электролита (частично ионизировано), то на его адсорбцию существенно влияет различие в энергии взаимодействия с водой неионизированных и ионизированных молекул. Электрическое ноле органического иона является причиной ориентации диполей воды и, следовательно, усиления энергии гидратации в расчете на 1 з-ион вещества. Поскольку гидратация молекул усиливает их связь с растворителем, адсорбция более сильно гидратированных ионов сопрял ена с выполнен11ем добавочной работы, и — адсорбции ионов, как было показано выше, меньше, чем — А/ адсорбции неионизированных молекул. Таким образом, частичная ионизация слабых электролитов в растворах приводит к неодинаковым условиям адсорбции ионизированных и неионизированных молекул, причем из-за более слабой гидратации должны адсорбироваться преимущественно [c.133]

Бринтцингер [2] определил вес иона из коэффициента диализа, он предполагал, что гидратная вода не окутывает передвигающийся ион, а молекулы воды располагаются соответствующим образом около ионов вследствие ориентации диполей воды. Центральные ионы, вследствие своего относительно мощного электрического поля, связывают особенно прочно некоторые молекулы воды, наход5Йциеся в непосредственной близости, и диффундируют в виде гидратированных ионов. Батлер [3] рассматривает энергию гидратации и энтропию органических соединений, исходя из представлений Лэнгмюра, он рассчитал теплоты гидратации АН для ряда спиртов посредством теоретически определяемого обмена энергий для различных органических групп с молекулами воды. У простых соединений теплоты гидратации обнаруживают аддитивность. При разветвлении цепей наблюдается определенная правильность, именно теплота гидратапии АН уменьшается для каждого разветвления на 0,6—1,0 ккал. Энтропия гидратации 15 вычисляется по уравнению [c.586]

Бокрис, Девантхан и Мюллер учитывают конкуренцию за место в двойном слое между молекулами воды и органического вещества, подчеркивая роль ориентации диполей воды на поверхности раздела, зависящую от ее заряда. [c.248]

Ках< известно, прочность пузырей дистиллата весьма невелика. Силы сцепления между молекулами дистиллированной воды нри кипений настолько малы, что молекулы в подавляющем большинстве нереходяг в пар индивидуально, чем обусловливается ничтожная влажность пара. При кипении же растворов солей возможно образование довольно устойчивых поверхностных пузырей, так как плешка благодаря присутствию ионов приобретает квази-кристаллическую структуру и становится болеа прочной. При этом диполи воды получают взаимную ориентацию, отчего становится возможным наряду с индивидуальным переходом молекул в паровую фазу отрыв групп диполей воды и переход их в пар в вид мелкодисперсной влаги. С увеличением солесодержания воды уменьшаются расстояния между ионами в адсорбционном слое, что ведет к повышению взаимной ориентации диполей воды, благоприятствуюш,ей возникновению крупных дипольных групп. [c.51]

Рассмотрим растворение полярных соединеиилг на примере НС , При растворении хлористого водорода в воде происходит ориентация диполей воды вокруг растворенных молекул, вызывающая еще большую поляризацию молекул хлористого водорода (рис. 34). Полярная связь между атомами водорода и хлора переходит в ионную. При этом общая электронная пара целиком [c.160]

Согласно Бокрису, Деванатхану и Мюллеру [37], разность потенциалов, обусловленная ориентацией диполей воды, не превышает 0,1 в, а полярная группа органического соединения не должна влиять на распределение потенциала, как находящаяся вне пределов двойного слоя. Остается неясным, каким образом в этих условиях адсорбция органического вещества может вызвать сдвиги точки нулевого заряда, доходящие до 0,5 в. [c.185]

Иногда в атмосфере встречается распределение объемных зарядов, обратное тому, которое представлено на рис. 1. По нашей гиЬотезе это связано с обратной полярностью двойного электрического слоя, которая появляется в результате сильного влияния примесей. В этом случае двойной электрический слой будет способствовать преимущественному захвату положительных ионов. Однако используемая нами для гипотезы преимущественного захвата атмосферных ионов схема двойного слоя Олти обладает целым рядом недостатков. Неясными остаются причины преимущественной ориентации диполей воды в по-верхностно.м слое. Ни один из авторов, считающих, что такая ориентация существует, конкретно не рассматривает те силы, которые могли бы привести к подобной ориентации (2, 3]. К тому же кажется маловероятной стройная картина, которая, вырисовывается в схеме Олти для ионов примесей, ориентированных полем диполей. Из теории гидратации хорошо извест- [c.184]

Полученная линейная зависимость межфазного окачка электрического потенциала от плотности тока свидетельствует о том, что сопротивление границы разделяемого раствора и мембраны почти не зависит от соотношения ионных потоков через нее, но изменяется с переменой знака скачка электрического потенциала. По-видимому, это связано с ориентацией диполей воды на входе в поры активного слоя. Зависимость диэлектрической проницаемости связанной воды в порах активного слоя от плотности тока имеет более сложный характер. Установлено, что е изменяется аналогичным образом со значением скачка pH на границе исходного раствора и мембраны (рис. 5-8,в). [c.128]

Интересно обратить внимание на некоторый параллелизм явления фильтрационного Эффекта и поведения омагниченной воды [17]. По-видй-мому, оба процесса связаны с ориентацией диполей воды. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология