Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Сольватная теория ионов

    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]


    Это особенно актуально при рассмотрении вопроса о ионных парах и сольватных оболочках ионов.) Ионные растворы с измеримыми концентрациями существуют только благодаря тому, что взаимодействия между ионами и молекулами растворителя достаточно сильны, чтобы преодолеть взаимодействие между ионами. В противном случае соль была бы нерастворима. При рассмотрении ионных систем мы, таким образом, сталкиваемся с так называемыми силами, действующими на далеких расстояниях, т. е. между сильно взаимодействующими частицами. Чтобы оценить величину этих взаимодействий, подсчитаем их, исходя из чрезвычайно простых, но полезных электростатических моделей. Из электростатической теории следует, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами 218 и на расстоянии г в вакууме равна [c.444]

    Растворы, обнаруживающие большие отклонения от законов Вант-Гоффа и Рауля, обладают в общем ббльшей электропроводностью. Основываясь на сольватной теории Менделеева, И. А. Каблуков и другие ученые объяснили самую причину распада электролитов на ионы сольватацией (гидратацией) ионов. [c.156]

    Согласно сольватной теории, растворение происходит под влиянием притяжения молекул или ионов кристалла полярными молекулами растворителя. Разъединение молекул или ионов кристаллической решетки происходит за счет энергии, выделяющейся в процессах сольватации (гидратации). Для того чтобы растворение могло происходить, силы сцепления между молекулами растворителя и молекулами растворенного вещества должны быть больше сил взаимного притяжения молекул растворяемого вещества. При таких взаимодействиях во многих системах большую роль играет образование водородной связи. [c.218]

    Ионы имеют сильное электрическое поле. Это поле действует на соседние ионы поэтому в растворе ионы расположены не вполне беспорядочно, а происходит сближение разноименно заряженных ионов, причем вокруг каждого иона создается нечто вроде роя противоположно заряженных ионов. По мере разбавления раствора расстояния между ионами увеличиваются, и силы электростатического взаимодействия ослабевают. Каждый ион в таком разбавленном растворе почти независим от другого. Это и соответствует состоянию полной диссоциации согласно теории Аррениуса. В более концентрированных растворах движению ионов препятствует тормозящее действие роя ионов противоположного знака, а также сольватной оболочки иона (см. стр. 217). В связи с этим уменьшается скорость движения иона, что и создает эффект неполной диссоциации, проявляющейся в уменьшении электропроводности. [c.277]


    В настоящее время теория ассоциации ионов Саханова — Семенченко — Бьеррума — Фуосса и Крауса получила дальнейшее развитие. Доказано образование двух различных по структуре и составу ионных пар контактных К1+-Ап , представляющих собой ионные пары катионов и анионов, и сольватно-разделенных ионных пар Щ+сол Ап сол, в которых катионы и анионы разделены сольватными оболочками растворителя содержание их колеблется от О до 100% (см. гл. И). [c.38]

    И. А. Каблуков, используя химическую (или сольватную) теорию Д. И. Менделеева, в 1891 г. ввел представление о сольватации ионов, которое отсутствовало в классической теории диссоциации. [c.52]

    Э. Франклин распространил гидратную теорию Менделеева на неводные растворы, создав сольватную теорию. Он изучил системы, подобные водным растворам кислот, оснований и солей — растворы в жидком аммиаке, в жидком сероводороде, в жидком фосгене и показал их сходство с водными растворами. Например, растворы в жидком аммиаке ведут себя во многом аналогично воде. Электропроводность растворов солей в жидком аммиаке даже выше, чем в воде. В жидком аммиаке хорошо растворяются многие соли например, амид калия ведет себя в этих условиях аналогично гидроокиси калия в водном растворе, распадаясь на ионы  [c.60]

    Из сказанного ясно, что для осуществления электролитической диссоциации определяющую роль играет взаимодействие ионов с растворителем (в водных растворах — гидратация, в общем случае— сольватация). На важное значение гидратации ионов впервые указали И. А. Каблуков (1891) и В. А. Кистяковский (1888— 1890). Они положили начало развитию теории электролитов в направлении, которое указывал Д. И. Менделеев, т. е. объединили так называемую сольватную теорию и физическую теорию Вант-Гоффа— Аррениуса .  [c.369]

    Часто на основании лишь экспериментальных данных о различных проявлениях сольватации ионов нельзя однозначно определить тип сольватации и рассчитать энергетику образования сольватных комплексов. В этих случаях существенную информацию можно получить из сравнения теоретических термодинамических расчетов на основе той или иной физико-химической модели с экспериментальными данными по теплотам растворения. Современное состояние теории ионной сольватации и гидратации во многих случаях позволяет сделать вполне корректные выводы о природе явления и произвести количественную оценку вкладов различных эффектов в общий эффект среды. [c.89]

    Аг оказываются различными в зависимости от принятого способа определения теплот сольватации, т. е. величина радиуса иона в растворе в значительной мере оказывается произвольной. При расчетах электростатической энергии сольватации по уравнению Борна также приходится пользоваться эмпирически подобранными радиусами ионов. Как уже указывалось, причиной изменения радиуса иона в растворе является взаимодействие со средой, приводящее к некоторому перераспределению электронной плотности вблизи растворенной частицы. Согласно теории Мищенко [65, 66], необходимость введения поправки Аг к радиусу иона в водном растворе связана с нелинейностью диполя молекулы воды. Тем самым предполагается, что эта поправка не зависит от координационного числа иона. Она составляет, по оценке Мищенко, как отмечалось выше, 0,25 А. Это значение примерно совпадает со значениями 0,22 А, полученным Берналом и Фаулером [12], и 0,28 А, полученным Капустинским [67]. Все значения находятся в удовлетворительном соответствии с данными квантово-механического расчета сольватных комплексов ионов [68]. [c.104]

    Для глубоких и узких потенциальных ям в сравнительно широком интервале температур представление о контактных и разделенных молекулами растворителя (сольватно разделенных) ионных парах как термодинамически различимых частицах достаточно обосновано. Однако для широких и мелких ям, изображенных на рис. 1, б и 1,0, это различие может оказаться несущественным [36]. Потенциальная яма может изменить свою форму при низкой температуре она может выглядеть, как на рис. 1, б, а при более высокой температуре — как на рис. 1, в. Таким образом, ионные пары могут постепенно изменяться от контактных до сольватно разделенных при повышении температуры, и к таким системам неприменима теория термодинамиче- [c.30]

    В молекулах электролитов распределение зарядов также никогда не бывает равномерным, поэтому взаимодействие с диполями воды и в этом случае приводит к разделению и пространственному разобщению зарядов, т. е. к образованию отдельных ионов. Возникшие ионы немедленно окружаются оболочками из диполей воды по существу, мы здесь имеем дело с проявлением того же общего закона, который выражен сольватной теорией растворяемое вещество взаимодействует с растворителем. В результате образования гидратных оболочек сила взаимодействия между ионами значительно уменьшается. Это является выражением того факта, что диэлектрическая проницаемость растворителя (в данном случае воды) имеет большую величину. Вода занимает одно из первых мест по величине диэлектрической проницаемости  [c.314]


    В ДПЭ-растворителях, напротив, сольватация анионов выражена очень слабо. Причиной этого является отталкивание отрицательных основных центров аниона и молекул растворителя. В соответствии с теорией жестких и мягких кислот образование сольватной оболочки около больших поляризуемых анионов (1 , 5СН-, 5 ) возможно только под действием дисперсионных сил (разд. 33.4.3.4). Жесткие же анионы (Р , ОН , ЫН -) в таких средах совершенно обнажены и поэтому проявляют высокую активность в реакциях с нуклеофильными заместителями. Предпочтительная сольватация катионов, вследствие чего образуются сольватные комплексы большого размера, снижает электростатическое притяжение между сольватирован-ными катионами и анионами, у которых практически не имеется сольватной оболочки. Такое состояние ионов в растворе способствует увеличению реакционной способности анионов, которая увеличивается еще и за счет высокой диэлектрической проницаемости растворителя. [c.449]

    Б. П. Дерягин (1945) разработал теорию устойчивости и коагуляции лиофобных (гидрофобных) золей, согласно которой сольватные (гидратные) оболочки вокруг ядра коллоидных мицелл, обусловленные сольватацией (гидратацией) ионов в диффузном слое, обладают упругими свойствами. Упругие силы жидких сольватных оболочек, препятствующие слипанию частиц, получили, по Б. П. Дерягину, название расклинивающего давления. Это название подчеркивает, что упругие сольватные прослойки между сближенными твердыми поверхностями действуют механически, как бы расклинивая поверхности. [c.325]

    Как следует из теории диэлектриков, наличие прослойки из молекул растворителя между поверхностью металла и ионами возможно лишь при условии, если диэлектрическая проницаемость в этом слое меньше, чем в объеме раствора. В противном случае под действием сил зеркального изображения ион должен был бы частично лишиться своей сольватной оболочки и притянуться к поверхности металла на минимально возможное расстояние. [c.47]

    Теория Бьеррума является приближенной, так как исходит из сферической модели ионов, не учитывает дискретной молекулярной природы растворителя, сольватации ионных пар и другие эффекты. Поэтому предпринимались попытки ее усовершенствования, в частности, Р. Фуоссом и Ч. Краусом. По мере накопления экспериментального материала появилась также необходимость ввести классификацию ионных ассоциатов, подразделив их на следующие типы а) контактные ионные пары, в которых катион и анион находятся в непосредственном контакте друг с другом б) сольватированные ионные пары, в которых катион и анион связаны друг с другом через одну молекулу растворителя в) сольватно разделенные (или рыхлые) ионные пары, в которых катион и анион удерживаются вместе электростатическими силами, но между ними имеется значительное неопределенное количество молекул растворителя г) катионные, анионные и нейтральные ионные тройники, так называемые кластерные образования типа С+А-С+, А-С+А-, А-С +А- и др. д) квадруполи, например С+А-С+А-и т. п. [c.46]

    Физической основой падения активности по сравнению с концентрацией является взаимное притяжение частиц. Взаимное отталкивание частиц в растворе должно, наоборот, вызывать увеличение активности. В разбавленных растворах электролитов электростатическое притяжение ионов оказывается преобладающим v Учет собственного размера ионов эквивалентен учету сил отталкивания, не позволяющих ионам сблизиться на расстояние, меньшее а. Второе приближение теории, учитывающее этот фактор, приводит к менее резкому уменьшению коэффициента активности рис. 1П.4) и позволяет описать опытные данные в более широком интервале концентраций. Однако в концентрированных растворах большая часть молекул воды связана ионами, так что добавление новых порций электролита должно сопровождаться разрушением сольватных оболочек и преодолением сил ион-дипольного взаимодействия. Это эквивалентно преобладанию эффекта взаимного отталкивания ионов над их взаимным притяжением при этом у >1. Таким образом, переход к концентрированным растворам сопровождается резким возрастанием коэффициентов активности. Чтобы описать возрастание коэффициентов активности при больших концентрациях раствора, в уравнение (1П.55) было формально введено эмпирическое слагаемое J  [c.48]

    В тех случаях, когда велика роль адсорбционно-сольватного фактора устойчивости, проявляется приближенность теории ДЛФО, поскольку она не учитывает роли специфической адсорбции и сродства ионов к растворителю. [c.429]

    Таким образом, растворы представляют жидкие частично или полностью диссоциированные системы, в которых наряду с частицами растворителя и растворенного вещества имеются сольватные комплексы. Представление о сольватации ионов в растворах, впервые введенное А. И. Каблуковым, и В. А. Кистяковским в 1888—1891 гг., открыло широкие перспективы в изучении строения и свойств растворов. Оно способствовало развитию теории растворов, основы которой были заложены Д. И. Менделеевым. [c.271]

    Механизм процесса электролитической диссоциации. Первоиа чально сформулированная Сванте Аррениусом теория электролитической диссоциации не учитывала всей сложности взаимодействия электролитов с молекулами растворителя. Ясное представление о механизме процесса электролитической диссоциации сложилось ыа основе использования наряду с теорией Аррениуса сольватной теории растворов Д. И. Менделеева и работ И. А. Каблукова, посвященных сольватации ионов. [c.171]

    На диаграмме составов растворов электролитов с водой в качестве растворителя (рис. 1.1) показаны области, включающие системы от разбавленных растворов до расплавленных солей. Область применимости теории Дебая — Хюккеля и ее расширенного варианта [уравнения (1.57) - (1.61)] - лишь незначительная часть всех возможных составов растворов. Очевидно, эту теорию нельзя распространить на системы, в которых свободный растворитель полностью израсходован в результате его включения в сольватные оболочки ионов. Структурные аспекты систем более высокой концентрации рассматриваются в гл. 2 (разд. 3. Г и 4,3) и 3 (разд. 6. Ж). Термодинамика расплавов сольватов (область III) и сверхконцентрированных растворов (область IV) только еще начинает разрабатываться. Предложено несколько моделей изменения активности воды [59]. Данные о других соединениях в таких растворах крайне ограниченны. Гораздо лучше изучены химические свойства растворов, в которых совершенно отсутствуют неэлектролиты. Расплавленные соли как растворители характеризуются высокой степенью ближней упорядоченности анионов вокруг катионов и, наоборот, катионов вокруг анионов. Утрачивается лишь дальний порядок, присущий кристаллам. Посторонние катионы (анионы), введенные в виде растворенных вешеств, хаотически смешиваются с ионами растворителя, располагаясь в катионных (анионных) центрах в идеальном растворе второй соли. Это приводит для бинарной смеси солей с одним обшим ионом ( lA + 2A или СА1 t A2) к выражениям (1.82) — (1.84) (запись относится к смеси, содержащей I моль общего иона) [339]. Для соответствующего неидеального раствора применимо уравнение (1.85), в котором второй член представляет собой избыточную свободную энергию смешива- [c.79]

    Нормальные потенциалы в неводных растворах, определенные П. А. Изгарышевым, оказались отличными от потенциалов в водных растворах. Это обстоятельство также не было предусмотрено теорией Периста. С точки зрения гидратно-сольватной теории эти расхождения объясняются различной энергией сол1>ватации ионов в неводных растворах, т. о. иной ве.личиной одного из важнейших источников энергии в гальванической паре. Последующие работы японского электрохимика Маки-шима (1934—1935 гг.), пользовавггегося новейшими физическими данными и более уточненным методом исследования, вполне подтвердили правильность гидратной теории э. д. с. - [c.16]

    ДО 4А В ТГФ И до 3,2 А в ДМЭ. Уменьшение радиуса сольватной оболочки в ДМЭ обус товливает меньшее значение величины а. Это указывает на образование натрийтетрафенилборатом в ТГФ и ДМЭ сольватно разделенных ионных пар, дающих при диссоциации координированные растворителем свободные ионы Ма+. На основании этого можно считать, что оба иона всегда имеют большой размер и их структура не сильно изменяется в процессах диссоциации и ассоциации. Это и объясняет успех использованной для анализа теории. [c.281]

    Уравнение (165.10) хорошо согласуется с экспериментальными данными для разбавленных растворов (до 2 10 г-экв/л). При больших концентрациях это согласование нарушается, что связано с влиянием на электрическую проводимость сольватации и ассоциации ионов —эффектов, усиливающихся с ростом концентрации раствора, которые не учитываются электростатической теорией растворов. Увеличение размеров сольватной оболочки сопровождается снижением скорости движения иона в электрическом поле. Образование ассоциатов — ионных пар и тройников (см. 158) —приводит к тому, что часть ионов не участвует в переносе электричества. Для расчета электрической проводимости концентрированных растворов используют полуэмпирические уравнения, например уравнение Шидлов-ского  [c.462]

    За пределами строгой количественной теории Дерягина остались такие факторы устойчивости, как сольватация поверхности ч1стиц и структурно-механические свойства адсорбционных слоев. Один из возможных путей учета сольватации в рамках теории устойчивости предложен Ю. М. Глазманом. По его мнению, электростатическое отталкивание соль-ватированных частиц можно рассматривать с позиций расположения внутренней обкладки двойного ионного слоя на внешней стороне сольватного слоя, что равносильно увеличению радиуса действия электростатических сил. Сольватные слои, по определению Дерягина, представляют собой пограничные с дисперсной фазой области среды, обладающие отличными от остальной среды механическими и термодинамическими (или теми и другими) свойствами. [c.8]

    Другое существенное ограничение накладывает третье допущение. Работа Wi кроме электростатической включает также и другие виды работы, которые теорией не учитываются. Так, не учитываются силы специфической адсорбции, работа вытеснения растворителя из области с большой напряженностью поля и малой диэлектрической проницаемостью в область с малой напряженностью и большой диэлектрической проницаемостью, т. е. в объем раствора. Не учитывается также взаимодействие ионов с другими ионами в двойном слое, связанное со стерическими факторами, которые могут возникать в двойном слое. Так, например, при е=0,2 Кл/м и с=0,3 моль/л среднее расстояние между ионами 1,1-валентного электролита в двойном слое составляет около 0,9 нм, т. е. сравнимо с размерами сольва-тированных ионов. Наконец, не учитывается частичное разрушение сольватной оболочки при больших избытках ионов вблизи электрода. Это показывает, что теория Гуи — Чапмена должна быть в первую очередь справедлива в разбавленных растворах. Из уравнений (22.3) и (22.4) следует [c.106]

    Физической основой падения активности по сравнению с концентрацией является притягательное взаимодействие частиц. Взаимное отталкивание частиц в растворе должно, наоборот, вызывать увеличение активности. В разбавленных растворах электролитов электростатическое притяжение ионов оказывается преобладающим у <1 и падает с ростом концентрации. Учет собственного размера ионов эквивалентен учету сил отталкивания, не позволяющих ионам сблизиться на расстояние, меньшее а. Второе приближение теории, учитывающее этот фактор, приводит к менее резкому уменьшению коэффициента активности (рис. 10) и позволяет описать опытные данные в более широком интервале концентраций. Однако в концентрированных растворах большая часть молекул воды связана ионами, так что добавление новых порций электролита должно сопровождаться разрушением сольватных оболочек и преодолением сил ион — дипольного взаимодействия. Это эквивалентно преобладанию отталкиватель- [c.41]

    Уравнение третьего приближения теории Дебая — Гюккеля имеет простую форму, но константа С лишена определенного физического смысла. Р. Робинсон и Р. Стокс (1948) предложили иную количественную интерпретацию роста lg/ "> при высоких концентрациях электролита. По теории Робинсона — Стокса формула второго приближения (III.55) должна применяться не к свободным, а ксольватированным ионам, мольная доля которых по отношению к свободному растворителю отличается от мольной доли ионов без сольватной оболочки. На это, в частности, указывают экспериментальные значения параметра а, превышающие сумму кристаллографических радиусов катиона и аниона. Таким образом, возникает необходимость установления связи между коэффициентами активности и / /( сольв)- При этом применяется тот же прием, как и при установлении связи между стехиометрическим коэффициентом активности бинарного электролита и истинным коэффициентом активности ионов при учете его частичной диссоциации [см. уравнения (111.21) — (III.26)]. Окончательный результат можно представить в виде [c.42]

    Согласно теории сольватации, вокруг частицы растворенного вещества расположены две сольватные оболочки первичная и вторичная. В первичную сольватную оболочку входят молекулы растворителя, совершающие движение в растворе вместе с частичкой вещества. Число молекул растворителя в первичной сольватной оболочке называют координационным числом сольватации. Значение его зависит от природы растворенного вещества и растворителя. Во вторую сольватную оболочку входят молекулы растворителя, находящиеся от частицы растворенного вещества на большом расстоянии. Сольватация сильно проявляется в водных растворах электролитов за счет взаимодействия ионов с полярными молекулами воды (гидратация). Термодинамическая устойчивость сольватов определяется величиной энергии Гиббса (ЛОсол)- Так как А О соя = АН СП.-,—ТА.8 СОЛ, то чем меньше АСсо.ч, тем устойчивее комплекс. Основной вклад в величину ДСсол вносит энтальпия сольватации АНсол, которую находят из соотношения [c.137]


Смотреть страницы где упоминается термин Сольватная теория ионов: [c.52]    [c.79]    [c.187]    [c.45]    [c.57]    [c.96]    [c.95]    [c.110]    [c.24]    [c.28]   
Очерк общей истории химии (1979) -- [ c.431 ]




ПОИСК







© 2025 chem21.info Реклама на сайте