Вода в кристаллах

Плавление льда сопровождается поглощением теплоты в количестве 1,436 ккал/моль при 0°С. Большая часть ее расходуется на указанный частичный разрыв водородных связей между молекулами воды в кристаллах льда. Плавление льда в отличие от плавления большинства других веществ сопровождается уменьшением объема (лед легче воды и плавает на ней). Это уменьшение объема достигает 10%, т. е. весьма значительно. Все это показывает, что расположение молекул воды в кристаллах льда является Менее плотным, чем в жидкой воде . Увеличение объема воды при ее замерзании означает, что с повышением давления температура замерзания воды должна несколько понижаться. Она понижается до —1°С примерно при 130 атм. [c.166]

Наиболее полные идентификационные характеристики при исследовании кристаллогидратов получают при применении дифференциально-термического анализа, а в случае достаточно крупных кристаллов — также рентгеновского анализа. Формы связи воды в кристаллах гидратов идентифицируются методом инфракрасной спектроскопии, а форма и размеры кристаллов — методами электронной и оптической микроскопии. [c.273]

Рис. 4. Ближайшее окружение молекулы воды в кристалле льда

Рис. 6. Модель расположения молекул воды в кристалле льда

Существуют различные теории, касающиеся относительного значения капиллярной структуры материала и характера вяжущего вещества. Среди них можно назвать теорию капиллярного натяжения, теорию поверхностной сорбции, теорию давления набухающего геля и теорию межслоевой воды в кристаллах. [c.359]

В водяном паре уже заметна тенденция к образованию групп из нескольких молекул воды — при невысоких температурах в паре существуют парные (димерные частицы) воды. В кристаллах льда каждая молекула воды окружена четырьмя другими, так что получается правильная тетраэдрическая структура (гексагональная сингония). Протоны, осуществляющие водородные связи, находятся между атомами кислорода, причем характер их движений таков, что нельзя сказать, какому атому кислорода принадлежит данный протон — в среднем он связан одинаково прочно с обоими кислородными атомами. Вероятно (Ю. Е. Пинчуков), водородная связь может находиться и в ионизированном состоянии, когда к одной из связанных молекул приближен протон, а другая почти потеряла его НО-... Н+—ОН2. Такому образованию, конечно, свойствен значительный момент диполя. [c.244]

В тех случаях, когда число различных ОН -группировок или молекул воды в кристалле невелико (2—4) и они обладают существенно разной термической устойчивостью, возможно парал- [c.184]

Постоянный электрический ток в каком-либо направлении проходит только в том случае, если в том же направлении возможен непрерывный перенос зарядов. Однако после прохождения одного заряда ориентация молекул воды, образующих цепочку, становится такой, как показано в нижней части схемы (2.2). Дальнейший перенос заряда вдоль такой цепи слева направо становится уже невозможен. Тем не менее кристалл льда все же проводит электрический ток. Для того чтобы объяснить это кажущееся противоречие, следует предположить, что перед прохождением следующего протона цепочка молекул воды возвращается в исходное состояние. Такой обратный переход происходит за счет вращения молекул воды в кристалле. Таким образом, перенос протона вдоль цепи водородных связей в сочетании с переориентацией молекул воды обеспечивает возможность миграции протона через весь объем кристалла льда. [c.25]

Рис. 15.10. Окружение молекул воды в кристаллах. Большие заштрихованные кружки —М+, ОН-, р- илн атомы кислорода кислородсодержащих ионов.

Рис. 1.2. Молекулы воды в кристалле льда шесть молекул воды образуют гексагональную структуру

При охлаждении полученного раствора выпало 8,08 г кристаллогидрата, следовательно, общая масса раствора стала равна 29 - 8,08 = 20,92 г. Масса Fe(NOз)з в оставшемся растворе равна 20,92-0,347 = 7,26 г, в выпавших кристаллах содержится 12,1 - 7,26 = 4,84 г Fe(NOз)з, что соответствует 0,02 моль. Масса воды в кристаллах равна [c.485]

Кристаллы льда образуют структуру, сходную со структурой алмаза, но упаковка молекул воды в кристалле льда довольно рыхлая благодаря тому, что в этом случае тетраэдрическая структура образуется направленными водородными связями. При исследовании [c.71]

Ири рассмотрении физической адсорбции относительно небольших молекул микропористыми адсорбентами понятие проникание в микропоры и собственно адсорбция обычно не разделяют, т. е. молекула, проникшая в микропору, считается тем самым адсорбированной. Однако иногда, особенно при адсорбции полярных молекул, либо молекул, критический размер которых соизмерим с размерами микропор, необходимо учитывать характер взаимодействия адсорбируемых молекул с элементами структуры адсорбента. В этом случае энергия активации процесса может быть не связана с прониканием молекул в микропоры, как это наблюдалось, например, при изучении диффузии молекул воды в кристаллах цеолита NaX методом импульсных градиентов [1]. [c.272]

Прочность связывания воды в кристаллах может существенно различаться. Некоторые гидраты достаточно устойчивы даже при повышенных температурах. Например, гидратированные сульфаты цинка или никеля обезвоживаются только при температуре выше 280 °С. Другие гидраты выветриваются на воздухе например, дигидрат циануровой кислоты весьма быстро обезвоживается при обычных атмосферных условиях. Вода может удерживаться столь прочно, что в некоторых случаях соответствующие гидраты рассматривают как истинные соединения, в которых все атомы связаны валентными связями серную кислоту — как гидрат триоксида серы, а гидроксид бария — как гидрат оксида бария. Установлено, что в хлоральгидрате, по-видимому, возникают внутримолекулярные связи между атомами водорода гидроксильных групп и атомами хлора [35] [c.13]

Первой ступени дегидратации СиЗО -бНаО предшествуют фазовые переходы при 29, 35 и 53,7 °С, которые могут быть ассоциированы с переходами от колебательного к вращательному движению молекул воды в кристалле [99]. [c.225]

Большая часть кристаллизационной воды в кристаллогидратах относится к гидратационному окружению катионов, и число молекул воды в кристалле зависит от температуры, при которой происходит кристаллизация, и типа катиона. Так например, для солей калия образование кристаллогидратов нехарактерно, для силикатов натрия известно большее разнообразие кристаллических форм. Отличающихся количеством молекул воды в кристаллогидрате, причем с понижением температуры процесса содержание воды возрастает. [c.99]

ДЛИНА Н-СВЯЗЕЙ, ВОДА В КРИСТАЛЛАХ СОЛЕЙ ОРГАНИЧЕСКИХ кислота, СВЯЗИ О-Н.. . О [c.238]

Благодаря гидратации вещество из раствора выделяется в виде кристаллогидратов вполне определенной формы, содержащих то или иное вполне определенное количество молекул растворителя (воды), причем наличие -кристаллизационной воды в кристаллах сказы- [c.589]

Вследствие гидратации вещество из раствора выделяется в виде кристаллогидратов определенной формы, содержащих вполне определенное количество молекул растворителя (воды), причем содержание кристаллизационной воды в кристаллах сказывается не только на их форме, но и на свойствах. Так, например, безводный сульфат меди СиЗО является бесцветным соединением, кристаллизующимся в виде призматических иголок ромбической системы, а пятиводный гидрат сульфата меди Си504 5Н20 образует крупные синие кристаллы триклинической системы. При нагревании до 100° этот гидрат теряет 4 молекулы воды, а при 240° полностью теряет всю кристаллизационную воду, переходя в безводный сульфат. [c.638]

Число ближайших соседей у каждой молекулы воды в кристаллах льдов равно четырем (кроме льдов VII и VIII). [c.81]

Известно, что кристаллогидраты — один из наиболее сложных объектов исследования. Несмотря на то что проведены многочисленные исследования этих соединений, полученные результаты в (большинстве случаев не однозначны, особенно если речь идет об изучении состояния воды. Дело в том, что в работах, появившихся в (Печати в последнее десят,илетие, было показано, что на состояние воды в кристалле оказывает влияние целый ряд факторов донорно-акцепторное взаимодействие между анионами и молекулами воды, кристаллическая структура и место расположения воды в кристаллической решетке, (Природа и свойства катиона. [c.70]

Молекулы воды в кристаллах льда могут быть орие 1гированы различным образом в пределах гексагональной структуры (см. рисунок). Они сохраняют свободу вращения и способны поэтому образовывать водородные связи в разных направлениях. Такого рода неупорядоченность сохраняется и при пониженных температурах, в связи с чем лед — одно из немногих веществ, обладающих остаточной энтропией при абсолютном нуле. Необычным свойством льда является также то, что молекулы воды в кристалле упакованы не наиболее плотным образом, а образуют открытую структуру. Диаметр полости внутри шестиугольника, проходящей также через центры шестиугольников, расположенных ниже, составляет приблизительно 0,06 нм. [c.247]

После удаления кристаллизационной воды при 350 С цеолиты приобретают пористую структуру. При этой температуре не нарушается алюмоси-ликатный скелет цеолита, а за счет удаления воды в кристаллах образуются полости (поры), входы в которые ограничены окнами . Размеры окон для цеолита каждой марки строго определены и должны быть соизмеримы о диаметром молекул веществ, подлежащих очистке. Поэтому при очистке углеводородов цеолитами происходит фильтрация молекул, что позволило назвать цеолиты молекулярными ситами. Размер окон цеолитов типа КаА равен 0,42, типа СаА — 0,52, типа КаХ —0,9 нм. [c.72]

Льдоподобная структура сохраняется и в жидкой воде, но со значительными нарушениями [36]. Рассмотрим, вслед за Эйзен-бергом и Кауцманном [41], состояние твердой и жидкой воды. В кристалле молекулы испытывают колебания, повороты и сравнительно редкие трансляционные перемещения (диффузия). На мгновенном снимке с временем экспозиции т, много меньшим периода колебаний (во льде 2-10 сек), получится картина, показанная на рис. 4.14, а (мгновенная, или М-структура). За время, много большее ху, но значительно меньшее времени, характерного для вращательной диффузии хв 10 сек. [c.203]

Курт Нассау 4] провел детальное изучение кристаллов Наккена и информации об их производстве. Он не нашел доказательств того, что какие-либо кристаллы выращены гидротермальным способом. Недоразумения могли возникнуть в тех случаях, когда слой изумруда наращивался на затравочный кристалл из природного бесцветного берилла. Приборы могли регистрировать присутствие воды в кристалле берилла, и исследователь, если он не был осведомлен о центральной бесцветной части, мог прийти к выводу, что кристалл изумруда выращен гидротермальным способом. Нассау предполагал, что Наккеи был консультантом Фарбениндустри и мог быть хорошо знаком с методом Эспнга и даже автором его модернизации. [c.53]

При охлаждении этого раствора выпало 2,9 г кристаллогидрата, следовательно, общая масса раствора стала равна 11,6 - 2,9 = 8,7 г. Масса Fe2(S0 )g в оставшемся растворе равна 8,7 0,23 = 2,0 г в выпавших кристаллах содержится 4,0 - 2,0 - 2,0 г Fe2(S0 )g, что соответствует 2,0/400 = 0,005 моль. Масса воды в кристаллах равна 2,9 - 2,0 = 0,9 г, что соответствует 0,9/18 = 0,05 моль. Количество вещества воды в кристаллах в 10 раз превосходит количество вещества соли, следовательно, формула кристаллогидрата — Fe2(S04)g IOH2O. [c.96]

В настоящее время существует два типа моделей структуры жидкой воды структурно-однородные и структурно-неоднородные. В моделях первого типа вода рассматривается как однородная диэлектрическая среда, в которой среднее число молекул, окружающих любую данную молекулу, одинаково во всей массе жидкости. Первоначально такие представления были высказаны Берналлом и Фаулером в 1933 г. [6] и далее обоснованы Бернал-лом в 1964 г. [7]. Структура воды в кристаллах льда была названа Берналлом и Фаулером структурой I. Ее плотность равна [c.9]

Стехиометрически удерживаемую в кристаллах воду обычно называют гидратной. В кристаллах может также содержаться нестехиометрически связанная вода. Баррер [7] классифицирует различные формы связанной воды в кристаллах следующим образом [c.13]

В интервале адсорбции 0,17 < я < 1 мкмоль амплитуда максимума производной растет приблизительно пропорционально величине адсорбции. Одновременно происходит сужение сигнала и уменьшение второго момента, свидетельствуюш ее о появлении кроме прочно связанных молекул воды и более подвижных молекул. Последние, по-видимому, могут обмениваться с молекулами паровой фазы. При дальнейшем росте адсорбции (выше 1 мкмолъ м ) ширина линии убывает и изменяется симбатно со свободной энергией адсорбции. При этом увеличивается подвижность молекул воды, причем она значительно выше подвижности молекул воды в кристаллах льда (ширина линии 7,5 гс при 0° С), но ниже подвижности молекул жидкой воды (ширина линии, определяющаяся неоднородностью магнитного поля, С 0,05 гс). Нагревание силикагеля до 50° С почти полностью удаляет подвижную воду, а на поверхности образца, эвакуированного при 200° С, отсутствуют молекулы воды [c.214]

На рис. 79 показано расположение водородных атомов молекул воды в кристалле Ма2С0з-ЫаНС0з-2Н20. Связь О — Н образует с линией О. .. О угол всего в 3,5°. Еще более интересно то, что валентный угол НОН оказывается меньше тетраэдрического (109°28 ), хотя при таком угле линия О — Н. . . О была бы ближе к прямой. Это означает, что изменение гибридизации, необходимое для увеличения угла НОН на несколько градусов, [c.225]

Представления де Бура. Согласно де Буру [60], вероятный состав кристаллита на расстоянии приблизительно двух атомных диаметров от поверхности можно выразить формулой А100Н, если содержание воды в кристаллите составляет 4% (что, вероятно, соответствует ее количеству при каталитической реакции). Можно представить, что поверхность состоит почти исключительно из атомов кислорода, половина которых связана с атомами водорода. Если структура полностью ионная, поверхность должна состоять из ионов 0Н и 0 . Но как известно из рентгеноскопических исследований, внутренняя часть кристаллита состоит из ионов А1 и поэтому предполагается, что атомы поверхности удержи- [c.158]

У воды много аномалий (подробнее о них можно прочитать в книге И. В. Петрянова Самое необыкновенное вещество в мире . М. Педагогика, 1981). Аномально и изменение плотности воды при ее кристаллизации или плавлении. Объясняется это тем, что молекулы воды не линейны, а изогнуты под углом около 104°. Кроме того, в кристалле воды каждьш атом кислорода связан не только с двумя атомами водорода ковалентными связями, но и образует две дополнительные водородные связи с двумя соседними молекулами воды. В результате каждая молекула Н2О оказывается связанной с четырьмя другими молекулами, причем связи эти располагаются в пространстве не хаотично, а строго определенным образом. Такая неудобная геометрия не дает возможности молекулам воды в кристалле упаковаться достаточно плотно лед имеет ажурную кристаллическую решетку с относительно крупными пустотами. Этим объясняется и низкая плотность льда (0,92 г/см при О °С), и существование множества так называемых клатратных соединений льда, в которых полости кристаллической решетки заполняются молекулами соверщенно посторонних веществ с образованием таких необычных соединений без химических связей, как Хе -5,75 Н2О или СН4 6Н2О. [c.133]

Инфракрасное поглощение воды в кристалле LisS04 Н2О. Кристалл L12SO4 Н2О был исследован в области 3000— 3600 см К Сделан грубый расчет направлений ОН-связей, [c.150]

Воду, содержащуюся в кристаллических соединениях, называют обычно кри-сталлиаационной водой. Часто бывает трудно решить, в какой мере можно считать ее связанной комплексно . Поскольку при образовании кристаллов в конце концов решающее значение имеют те же силы, что и для образования соединений высшего порядка, почти всегда можно говорить о координационной связи кристаллизационной воды. Но в более узком смысле обозначение координационное соединение или адекватное ему в этой области название комплексное соединение можно применять к веществу, содержащему кристаллизационную воду в кристалле только в тех случаях, если молекулы воды в кристалле координированы около строго определенного иона, в соседстве с которым они и расположены, и когда они вместе с этим ионом образуют более или менее самостоятельную структурную группу в кристалле. В некоторых случаях наличие таких структурных групп может быть установлено рентгеноструктурным анализом. В общем можно оншдать, что в таких структурных группах вода будет связана прочнее, чем нри ином расположении молекул воды в решетке. Поэтому воду, которая легко теряется, обычно рассматривают как кристаллизационную воду в узком смысле слова, а ту воду, которая теряется с большим трудом, считают комплексно связанной . Но установить какую-либо границу только на основании критерия трудной и легкой способности отдавать воду невозможно. Те же соображения можно высказать и относительно таких аммиакатов, которые известны только в твердом состоянии. [c.438]

Полани связывал как высокую прочность, так и чрезмерно заметную упругость с понижением предела упругости водой. Однако при тщательных измерениях никакого изменения предела упругости обнаружено не было. Смекал в своей первой статье по этому вопросу (а позднее Барнес) также предположил, что проникновение воды внутрь кристалла через узкие каналы облегчает скольжение и ведет к увеличению прочности. Опыты, выполненные под руководством Смекала, изменили его точку зрения. Однако это предположение не согласуется с нашим наблюдением, что насыщенный раствор соли совсем не оказывает влияния на величину прочности, поскольку очевидно, что в любом случае вода внутри кристалла каменной соли должна давать насыщенный раствор. Классен-Неклюдова прямыми опытами опровергла факт проникновения воды внутрь кристалла. Она покрыла небольшую полосу кристалла вазелином. Несмотря на то, что практически вся поверхность (за исключением небольшой полосы) была в значительной степени растворена в горячей воде и проникновение воды в кристалл могло протекать и, вероятно, протекало так же легко, [c.300]

Я сожалею, что не совсем правильно понял одно из нескольких утверждений, сделанных профессором Смекалом [1], который отметил Вопрос о том, достаточно ли этих данных (о проникновении воды в кристалл) для объяснения высокой пластичности влажной каменной соли, я считаю невыясненным . При этом профессор Смекал предлагает два других возможных объяснения, которые согласуются с моими утверждениями в одном существенном пункте, а именно в том, что удаление поверхностных дефектов с помощью воды приводит к весьма значительному повышению прочности на разрыв. Поскольку предел текучести у сухой и влажной каменной соли один и тот же, представляется необходимым допустить определенное увеличение прочности за счет устранения дефектов поверхности, чтобы можно было понять, каким образом начинается процесс пластичной текучести каменной соли. Как факт отсутствия влияния насыщенного раствора соли на прочность, так и опыты Классен-Неклюдовой и Давиденкова показывают, что состояние поверхности играет существенную роль в этом первом этапе возникновения пластичности кристаллов каменной соли, погруженных в воду. Среди сотен образцов, извлеченных из воды, некоторые теряли свою пластичность за несколько секунд, а некоторые сохраняли ее в течение многих дней. Спрашивается, как может вода исчезнуть из трещин внутри кристалла за время, измеряемое секундами [c.313]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология