Двойной и гидратация ионов

Как правило, агрегативная устойчивость дисперсных систем г, водной средой повышается по мере увеличения гидратации противоионов в лиотропных рядах ионов s+< Rb+< К+< Na+ и I- < Вг- < С -. Необходимо учитывать, что наличие индифферентных электролитов в дисперсной системе снижает толщину диффузной части двойного слоя 1/х на частицах и соответственно электростатический барьер (11.101). Органические стабилизаторы — ионогенные ПАВ и ВМС в водных средах обычно ориентируются органическими радикалами к частице, а ионогенной группой — [c.332]

I группы (щелочными) надо обратить внимание на то, что радиусы атомов металлов И группы меньше, а число внешних электронов (т. е. связывающих), наоборот, больше. Поэтому можно ожидать более высоких температур плавления и большей плотности для металлов II группы, что действительно и наблюдается. При переходе от I группы ко II увеличивается энергия гидратации, так как сравнительно небольшие, но имеющие двойной заряд ионы металлов II группы энергично взаимодействуют с диполями воды. Это явление объясняет, почему у металлов II группы электрохимические потенциалы высоки и близки к потенциалам щелочных металлов. Несмотря на прочность решетки металлов II группы, диполи воды все-таки разрушают ее и увлекают ионы металлов в раствор. Электрохимическое поведение щелочноземельных металлов показывает, что на основании химической активности и положения в периодической системе еще нельзя судить о положении металла в ряду напряжений. [c.155]

На практике наблюдалось хорошее совпадение с предсказаниями теории двойного слоя. Но поскольку данные при изучении флокуляции зависят не только от условий равновесия, но и от кинетических факторов и специфических ионных эффектов, необходимо осторожно применять этот упрощенный подход, так как даже ионы с одной и той же валентностью образуют ряды с различной эффективностью по способности вызывать флокуляцию. Примером может служить лиотропный ряд (Гофмейстера), в котором концентрация ионов, вызывающих флокуляцию дисперсии, уменьшается вследствие гидратации ионов в ряду [c.146]

Гидратация ионов, как известно, уменьшается с увеличением истинного радиуса ионов. Снижение гидратации ионов должно способствовать сжатию двойного электрического слоя, так как гидрат-ная оболочка уменьшает электростатическое взаимодействие между противоионами и поверхностью твердой фазы. [c.186]

Так выглядит коагуляция золей, обусловленная адсорбцией ионов и созданием двойного электрического слоя на поверхности коллоидных частиц. Их устойчивость в растворе определяется гидратацией ионов и влиянием зарядов поверхности на ориентированную адсорбцию дипольных молекул воды. Эти гидратные слои полностью зависят от ионных взаимодействий и при электролитной коагуляции не препятствуют слипанию частиц. В таких типично гидрофобных золях после достижения пороговых концентраций электролитов наблюдаются явные признаки коагуляции, так как сжатие двойного электрического слоя и соответствующее уменьшение гидратных оболочек позволяет коллоидным частицам сближаться на расстояние, при котором энергия их взаимного притяжения превышает энергию теплового (броуновского) движения. [c.122]

Растворы отделены друг от друга пористой (керамической) перегородкой, препятствующей их смешению, но обеспечивающей прохождение электрического тока. Такой элемент был сконструирован русским электрохимиком Б. С. Якоби. На обоих электродах образуются двойные электрические слои. Величина и знак электрических зарядов в двойных слоях определяются работой удаления электрона из металла и энергией гидратации его ионов. Б раствор будут легче переходить те металлы, у которых меньше работа выхода электронов и больше энергия гидратации ионов, т. е. менее благородные металлы. Так как цинк менее благороден, чем медь, то он зарядится более отрицательно по сравнению с медью. Если электроды соединить проводником, то электроны будут перемещаться от цинка к меди. При этом ионы цинка уходят из двойного слоя в объем раствора, а электроны, перешедшие на медный электрод, разряжают ионы меди. [c.156]

Обмен ионами между фазами — не единственная причина возникновения двойного электрического слоя и скачка потенциалов на границе раздела фаз. Двойной электрический слой может образоваться в результате преимущественной адсорбции одного знака. Ионы противоположного знака притягиваются к поверхности электростатическими силами. Интересно, что двойной электрический слой адсорбционного происхождения может возникать на границе жидкость — воздух. Обстоятельное изучение этого явления провел А. Н. Фрумкин. Он установил анионы чаще адсорбируются на границе вода — воздух, чем катионы повышение гидратации ионов снижает их адсорбционную способность при адсорбции органических ионов выполняется правило Дюкло — Траубе. [c.82]

При относительном перемещении фаз, из-за гидратации твердой поверхности и ионов, граница скольжения проходит на некотором расстоянии от твердой поверхности. В результате этого двойной электрический слой подразделяется на плотную (адсорбционную) и диффузную части (рис. 100). [c.330]

Более высокая адсорбционная способность крупных ионов связана с их большей поляризуемостью и меньшей гидратацией, что позволяет или ближе подходить к поверхности твердого тела. Отношение концентраций в двойном слое ионов одинакового заряда, но имеющих различные значения адсорбционных потенциалов Ф] и Фз, связано с отношением их объемных концентраций выражением [c.208]

Все эти факты приводят к выводу, что ионы циана являются основным фактором, способствующим упрочнению пассивирующей пленки. На основании приведенных данных трудно указать, каким путем взаимодействие металла с цианидами приводит к образованию пассивирующей пленки. Возможно, что одной из причин этого является изменение произведения растворимости комплексной соли с увеличением концентрации цианистого калия в прикатодном слое. Такое изменение растворимости наблюдается, например, в цианистых растворах цинка [285]. На растворимость цианистых комплексов, очевидно, может оказывать также влияние изменения степени гидратации ионов в двойном электрическом слое и в прилегающей к нему части диффузионного слоя. [c.129]

Эта же идея гидратации ионов была высказана одновременно с Каблуковым и В. А. Кистяковским, который в своем докладе на XI съезде русских естествоиспытателей и врачей рассмотрел вопрос о гидратах двойных и комплексных ионов. Он писал ...легко показать, что способность растворителя давать двойные молекулы и молекулярные соединения с растворенным веществом (последнее называется химизмом растворов ) связаны теснейшим образом Химизм и электролитическая диссоциация также связаны, и ясно, что качественно можно объяснить свойства растворов также и химизмом Здесь налицо стремление объединить представления гидратной теории Менделеева и других ученых с теорией электролитической диссоциации. Однако лишь в начале XX в. Г. К. Джонс (1865—1916) развил так называемую сольватную теорию ионов. [c.431]

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]

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]

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]

Данный процесс возможен, если энергия гидратации ионов металла больше, чем энергия связи электрона с ионами металла. Накопление электронов на поверхности металла и положительных ионов - растворе у поверхности металла уже в незначительных количествах вызовет возникновение на поверхности раздела металл — электролит двойного электрического слоя с некоторым скачком потенциала (рис. 4). [c.33]

Величины Хд, Хз п Хг есть мольные доли ионов А, В и С в водном растворе с учетом воды. При подсчете мольных долей в ряде случаев учитывается гидратация ионов. Величины ки к2 п п — постоянные, определяемые из экспериментальных данных по диаграммам растворимости. Уравнения, аналогичные (1.3) и (1.4), предложены Познером для растворимости двойных солей, твердых растворов [3], а также для растворимости во взаимных системах [4]. [c.93]

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. Этот заряд вызывает электростатическое притяжение между положительно заряженными ионами металла, перешедшими 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]

Воздействие ультразвука на электрохимические процессы, включающие и процессы электрохимической коррозии металлов, складывается из целого ряда эффектов 1) перемешивания, которое устраняет концентрационную поляризацию 2) активационного воздействия на реагирующие частицы и внедрения их в двойной электрический слой (изменение состояния ионных атмосфер и гидратации частиц, преимущественная ориентация ионов и молекул) 3) влияния на переход электронов (за счет возбуждения [c.368]

Комаров и Дубницкая [ИЗ], изучая влияние катионов промывной жидкости на пористую структуру гидроокиси алюминия и алюмосиликагеля, пришли к заключению., что структура в значительной степени зависит от гидрат-ного объема иона. При этом они рассматривали структурные изменения в связи с влиянием гидратации иона на агрегативную устойчивость геля и его структурно-механические свойства. Уменьшение гидратации ионов, по мнению авторов, увеличение их поляризуемости, т. е. условия, приводящие к сжатию двойного электрического слоя, уменьшают агрегативную устойчивость геля и упрочняют его пространственную структуру. С увеличением [c.30]

Система КгО—8Юг—НгО. Фазовые равновесия этой систем во многом отличаются от натриевой, несмотря на то что двойны безводные системы близки между собой. Отличие определяете особенностями гидратации ионов калия. Как известно, по сравне нию с солями натрия соли калия редко образуют кристаллоги/1 раты. При обычных температурах для рассматриваемой систем они вообще не характерны, и поэтому там, где в натриевой систем равновесной донной фазой является тот или иной кристаллогиД рат, в калиевой системе равновесной фазой остается кремнезем В натриевой системе область существования безводных силикато в равновесии с растворами начинается примерно от 80 °С, хотя онг и труднодостижима из-за малой скорости образования силокса новых связей. В системе КгО—510г—НгО образование равновес ной донной фазы с силоксановыми связями между кремнекисло родными тетраэдрами начинается выше 200 °С. Ниже этой температуры равновесные с водными растворами силикаты калия вооб [c.30]

Чтобы изучить влияние гидратации ионов на свойства воды, а следовательно, выявить формы проявления периодического закона еще и на других свойствах растворов, были предприняты работы по исследованию давления паров воды над растворами перхлоратов и галогенидов элементов второй группы Периодической системы [51—59]. Сравнение данных по двойным системам МХг — НгО и НХ — НгО (часть данных взята из литературы [60, 61]) представлено на рис. 5 и 6. Рис. 5 относится к перхлоратным системам.. На оси абсцисс — порядковые номера элементов, а на оси ординат — давление паров воды, соответствующее растворам концентрации 3 мольЦОбО г воды. На том же рисунке нанесены данные по ионизационным потенциалам. Соединение точек проводилось так же, как и в предыдущем случае (см. рис. 3 и 4). Симбатность кривых неоспорима. Изучаемая величина (давление паров воды) сходна в некоторой степени с величинами, характеризующими теплоту гидратации иона, однако между ними имеется принципиальное различие первая величина относится к изменению свободной энергии перехода воды из раствора в газообразное состояние, что предполагает необходимость учета не только энтальпии, но и энтропии. [c.16]

Для прямого определения стандартной энергии Гиббса сольватации индивидуальных ионов наиболее надежным считается метод Рэндлса [31], в котором измеряют разности потенциалов между ртутным электродом и водными растворами КС1 в гальваническом элементе, где контакт осуществляется через газовую фазу. Дапее путем построения циклов Борна рассчитывают свободные энергии гидратации и ряда других ионов. Несмотря на то что в методе Рэндлса используется ряд допущений, он дает значения реальных, т. е. с пересечением границы раздела фаз, стандартных энергий Гиббса гидратации ионов, которые в настоящее время считаются наиболее близкими к действительности. Для получения ДС°ольв требуется исключить член, связанный с преодолением ионом электрического двойного слоя на границе раздела жидкость—газ, что вносит некоторую неопределенность, так как оценки этого члена у разных авторов расходятся [32]. [c.196]

При адсорбции ионов и создании двойного электрического слоя на поверхности коллоидных частиц гидрофиль-ность поверхности возрастает в результате собственной гидратации ионов и влияния зарядов поверхности на ориентированную адсорбцию дипольных молекул воды так, например, возрастает смачивание заряженной поверхности ртути. Однако в этом случае гидратные слои полностью зависят от ионных взаимодействий и при наступлении коагуляции коллоидов электролитами не препятствуют процессам слипания частиц. Поэтому в типично лиофобных золях (Аи, Ag, 5, АзаЗз и др.) сразу после перехода порога коагуляции наблюдается помутнение растрора, изменение цвета, выпадение осадка и другие проявления коагуляции. [c.145]

Гирст и Корнелиссон [782] не отвергают предположения Влчека, но склонны объяснять необратимость восстановления европия специфической адсорбцией и строением двойного слоя, а также допускают, что необратимость может быть связана с различной степенью гидратации ионов Еи + и Еи2+. [c.299]

Поверхностная энергия металла, контактирующего с электролитом, иная, чем при контакте с паром этого металла. Адсорбированные из раствора частицы уменьшают поверхностную энергию. Вследствие гидратации ионов равновесная концентрация адионов металла при контакте его с раствором должна быть больше, чем концентрация адатомов при контакте того же металла с его парами (при невысоких температурах). Подвижность адионов будет затрудняться присутствием на поверхности других адсорбированных частиц, особенно молекул воды. Гидратация адионов ослабляет их связь с субстратом и снижает энергию активации поверхностной диффузии этих частиц. Наоборот, присутствие адсорбированных молекул воды будет приводить к тому, что энтропия активации будет более отрицательной. Адсорбция частиц на поверхности и параметры двойного слоя будут зависеть от состава раствора и от тока, проходящего через двойной слой. А это может прямо или косвенно, путем изменения концентрации адионов, их подвиж- [c.328]

В настоящем томе будет продолжена начатая в предшествующих томах этой серии тенденция признания особой важности для электрохимии изучения ионных растворов и границ раздела. Так, первая глава, написанная Денуайе и Жоликером, посвящена достижениям В области исследования гидратации ионов при этом особое внимание уделено использованию спектральных методов, оценке влияния структуры на свойства водных растворов электролитов и характеристике термодинамических свойств отдельных ионов. Последний аспект проблемы особенно интересен с точки зрения понимания специфического поведения ионов в двойном слое и при переносе заряда между ионами и электродами. [c.9]

Большинство солей даёт на границе вода—воздух довольно малый скачок потенциала, причём внешняя часть двойного слоя отрицательна. Это указывает на то, что анионы в среднем располагаются ближе к поверхности, чем кятионы. Величина отрицательного заряда возрастает с уменьшением гидратации ионов в последовательности Р<С1 <ВгФтористые соединения дают небольшой положительный заряд. [c.179]

Образование двойного слоя ионов за счет поверхностной диссоциации, обусловленной гидратацией поверхности, характерно для многих минералов, грунтов, почв, стекла, нерастюримых окислов, белков. При соприкосновении с водой нерастворимых силикатов и алюмосиликатов на поверхности их образуются сложные анионы поликремние-вых кислот. Они прочно связаны со скелетом твердой фазы и остаются в в ней, образуя отрицательно заряженную внутреннюю обкладку. Катионы же (Na" , К , Н ) выходят в раствор, но электростатически удерживаются вблизи поверхности, образуя внешнюю обкладку двойного слоя ионов. Например, если поместить кристаллы кварца в воду, то молекулы SIO2, находящиеся на поверхности кристалла, не покидая ее, гидратируются и превращаются в кремниевую кислоту, способную диссоциировать [c.194]

При адсорбции ионов и создании двойного электрического слоя на поверхности коллоидных частиц гидрофильность поверхности возрастает в результате собственной гидратации ионов и влияния зарядов поверхности на ориентированную адсорбцию дипольных молекул воды. Так, например, возрастает смачивание заряженной поверхиости ртути. В этом случае гидратные слои полностью зависят от иоипых взаимодействий и при наступлении коагуляции коллоидов электролитами не препятствуют процессам слипания частиц. Если же поверхность коллоидных частиц сама является гидрофильной или способна к образованию молекулярных сольватных слоев, коллоидные частицы могут сохраниться в состоянии золя даже нри переходе порога коагуляции. Так, папример, высокоочищеи-ные золи кремнекислоты или AlgOg могут сохраниться в растворе даже при падении электрофоретической подвижности ( -потенциала) почти до пуля. [c.244]

Особого уноминаиия заслуживает полученный в последнее время измерением емкости с помощью токов высокой частоты результат, согласно которому установление равновесия между двойным слоем иа границе ртуть — раствор и электролитом (1 и. КС1) происходит быстрее, чем за одну нятисоттысячную секунды [10]. Таким образом, процесс перехода иоиов из раствора на поворхпость металла протекает чрезвычайно быст]ю и, в противоположность часто высказываемому мнению, сам ио себе не может сопровождаться значительным изменением стеиепи гидратации иона. [c.23]

Наибольшей. микронеоднородности гомогенных растворов соответствует область смешанных структур, т. е. область средних концентраций. Малые добавки ацетона к воде или воды к ацетону не вызовут сильного нарушения структур чистых компонентов. Поэтому в этих областях поведение соли будет соответствовать поведению ее в бинарной системе соль—растворитель вода или ацетон (равновесие жидкость—кристалл). Действие соли в области средних концентраций (их интервал для каждой соли различен) заключается в увеличении микронеоднородности бинарного растворителя вплоть до его расслоения. Расслоение, по-видимому, вызвано предпочтительной гидратацией ионов (направление нод указывает на преобладание взаимодействия в двойной гомогенной системе вода — соль [20]) и в результате вытеснением ацетона из гомогенного раствора. Отсюда следует, что чем больше теплота гид ратации иона, тем больше область расслаивания. Увеличение поля расслоения в последовательности Na+ — Rb+ — > s+ подтверждает этот вывод. КС1, как. мы видим, не вызывает расслаивания, т. е. его сродство к воде мало по сравнению с другими хлоридами щелочных металлов. К+. В связи с этим следует отметить работу [21], где указывается на К+. В связи с этим следует отметить работу [21], где указывается на аномально малую энергию гидратации иона калия по сравнению с соответствующей величиной для натрия. В работе [21] описаны отклонения калия от плавного изменения таких свойств в ряду щелочных металлов, как величины ионизационных потенциалов атомов, радиусов ионов, энтальпий образования твердых окислов. Отклонения эти сравнительно малы, но монсет быть так, что при переходе к более сложным системам, чем бинарные, они возрастают и проявляются более резко. [c.81]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология