Механизм гидратации ионов

Природная глина является продуктом коагуляции, проходящей в геологическом масштабе. В глинистых суспензиях коагуляция в различных ее формах также является доминирующим состоянием. Соответственно все процессы приготовления, обработки и применения буровых растворов направлены по пути ослабления коагуляции (пептизация и разбавление), ее сдерживания или предотвращения (стабилизация, коллоидная защита), регулирования (ингибирование) или усиления (электролитная, температурная агрессия, концентрационное загущение). Эти изменения смещают равновесие в сторону усиления или ослабления связей между глинистыми агрегатами, влияют на их лиофильность и дисперсность. В результате устанавливаются промежуточные равновесные состояния, которые и определяют технологические показатели буровых растворов. Таким образом, все протекающие в них изменения являются различными формами единого коагуляционного процесса, управляемого общими. закономерностями системы глина — вода, в которой этот процесс реализуется, и его физико-химическим механизмом. Проявлением этого механизма является модифицирование твердой фазы путем поверхностных реакций замещения и присоединения, включающих в себя гидратацию, ионный обмен и необменные реакции. Такого рода модифицирование, осуществляемое обработкой химическими реагентами, определяет уровень лиофильности системы, сдвигая его в должном направлении. При этом получают развитие факторы, влияющие на дисперсность, — набухание, пептизация или, наоборот, структурообразование и агрегирование. [c.58]

Сильные электролиты. Уже в работах Д. И. Менделеева, содержащих критику гипотезы электролитической диссоциации, было установлено, что во многих случаях выводы этой гипотезы неприменимы к экспериментальным данным. Опытный материал показывал, в частности, что закон действия масс неприменим к диссоциации сильных электролитов. Дальнейшее изучение этого вопроса привело к разработке теории сильных электролитов, в основе которой лежит представление, что сильные электролиты не только в разбавленных растворах, но и в растворах значительной концентрации содержатся практически только в виде ионов. Это согласуется с рассмотренными нами в 156 представлениями о механизме образования растворов электролитов и о гидратации ионов в растворах. К тому же, при исследовании оптических и спектральных свойств таких растворов сильных электролитов не обнаружено существования в них недиссоциированных молекул в растворах же слабых электролитов недиссоциированные молекулы обнаруживаются. [c.392]

Представления А. Ф. Капустинского о механизме гидратации ионов [c.315]

Таким образом, корреляция изменений Но и АО переноса про- она со степенью структурированности рассматриваемых систем Позволяет предполагать наличие механизма гидратации ионов водорода, отличного от механизма гидратации других ионов в растворе, для которых, как показано ранее, стабилизация структуры оды в растворе уменьшает гидратацию. Соответственно в двух их противоположных случаях характеристики гомогенных и ге- [c.87]

Новые оригинальные взгляды на механизм гидратации ионов в водных растворах развивает в последние годы Самойлов [32]. [c.8]

При бесконечном разбавлении все ионы обладают одним и тем же координационным числом по отношению к молекулам воды. Эти числа почти для всех ионов бесконечно разбавленного раствора равны 4. Это позволяет представить себе механизм гидратации ионов, как процесс замещения этими ионами молекул воды в ее жидкой структуре. При этом четыре пары электронов от четырех ионов кислорода воды при гидратации оттягиваются катионом металла, мощное силовое поле которого обусловливает появление нового 8-электронного слоя у катиона металла. При гидратации анионов, наоборот, происходит потеря анионом четырех пар электронов вследствие образования водородных связей с молекулами воды. Это подтверждается исследованием теплопроводности ионных растворов при бесконечных разбавлениях. Процесс гидратации ионов затрудняет тепловое движение молекул воды в растворе. Растворы можно определить как динамически равновесные системы, в которых протекают процессы диссоциации и ассоциации частиц, подчиняющиеся закону действия масс. [c.57]

Экстрагируемость анионов по механизму образования ионных ассоциатов увеличивается в ряду экстрагентов от простых эфиров к сульфоксидам (см. табл. 3.42). Этот ряд можно рассматривать как ряд основности кислородсодержащих экстрагентов, понимая под последней способность к сольватации протона. Экстракция по подобному механизму не исключена и для кислотных экстрагентов, но она проявляется только как эффект, сопутствующий экстракции по ионообменному механизму. Существ)тощие представления о структуре катионной части ионного ассоциата не однозначны. Гидратное число протона в водных растворах равно четырем, т.е. каждый ион гидроксония НзО гидратирован тремя молекулами воды. При взаимодействии гидратированного протона с молекулами кислородсодержащих экстрагентов последние координируются вокруг него с частичным замещением молекул воды на молекулы экстрагента или просто сольватируя протон вместе с гидратной оболочкой. Соответствующие катионные образования имеют название гидрато-сольватов, а механизм экстракции анионных форм элементов за счет образования ионных ассоциатов с гидрато-сольватами протонов получил название гидратно-сольватного. Гидратное число 4 не всегда выдерживается в катионной части гидрато-сольватов и может варьироваться в пределах от 1 до 12, т.е. гидратные и сольватные числа далеко не постоянны и могут изменяться в зависимости от состава фаз. Таким образом, с точки зрения образования экстрагируемой катионной части ионного ассоциата экстракционная способность кислородсодержащих экстрагентов определяется конкуренцией процессов гидратации и сольватации ионов гидроксония, а селективность экстракции — процессами образования экстрагируемых анионных форм элементов в водной фазе. [c.158]

Во многих работах А. Ф. Капустинского и его учеников определены термодинамические и структурные характеристики гидратированных ионов. Широкие сопоставления позволили А. Ф. Капустинскому в 1958 г. выдвинуть предположение о механизме гидратации ионов в водных растворах. Согласно представлениям, сформулированным А. Ф. Капустинским [156], в структуре ионных гидратов, свойственных разбавленным водным растворам, катионы присоединяют к себе четыре пары электронов от координированных с ними молекул воды. [c.195]

Механизм контролирующих стадий точно неизвестен, но в ряде случаев это, возможно, низкая скорость гидратации иона металла [c.53]

Из рассмотренного выше механизма растворения видно, что на разрушение кристаллической решетки необходимо затратить какое-то количество энергии. С другой стороны, гидратация ионов (или полярных молекул) растворяемого вещества сопровождается выделением энергии в виде теплоты. Таким образом, тепловой [c.85]

Близость химических энергий сольватации ионов в различных растворителях (в пределах 1—2%) говорит о том, что энергия сольватации ионов в малой степени зависит от строения молекул и структуры растворителей и определяется более общим механизмом сольватации, чем тот, который положен сейчас в основу подсчетов энергий гидратации ионов. [c.179]

Таким образом, главной причиной диссоциации в водных растворах является гидратация ионов. В растворах электролитов все ионы находятся в гидратированном состоянии. Например, ионы водорода соединяются с молекулой воды и образуют ионы гидроксония Н3О+ по до-норно-акцепторному механизму [c.182]

О механизме обмена ионов анионитами нет в настоящее время достаточно достоверных данных. Предполагают, что в обмен вступают ионы гидроксила, образующиеся в процессе гидратации смолы— МН2(НзО)+ОН =NH(HsO+)OH Е К(НзО)+ОН [204]. Для хроматографических целей часто употребляют катиониты, у которых все ионы водорода активных групп замещены на какой-либо другой катион (например Na+). Переведение смолы в другую форму обычно достигается обработкой смолы солью соответствующего катиона. Точно также ОН -группа анионита может быть замещена любым другим анионом. [c.314]

Донорно-акцепторное взаимодействие имеет большое значение в химии растворов именно по такому механизму осуществляется взаимодействие между частицами растворенного вещества и нейтральными молекулами растворителя, приводящее к образованию сольватов. Один из примеров — гидратация иона водорода [c.126]

Механизм гидратации p- aS может рассматриваться с тех же позиций, что и 3S. Отличительная особенность состоит в уменьшении высокого пересыщения раствора ионами Са + относительно Са(ОН)г и низкой экзотермией процесса гидратации. Общий состав и морфология С—S—Н, формирующегося из p- aS и 3S, оказываются сходными, за исключением небольшого различия в деталях микроструктуры. [c.176]

В [19, 20] приведен обзор по гидролизу ионов алюминия и железа. Методом ЯМР на протонах О и Л1 определены числа гидратации иона А в водных растворах и установлен механизм гидролиза с образованием мономеров и димеров. В разбавленных растворах с концен- [c.26]

Представления о механизме гидратации, развитые Капустинским, интересны тем, что могут объяснить близость энергии сольватации ионов во многих неводных растворителях [c.316]

Приведенные выше данные о химической энергии сольватации ионов в различных растворителях (вода, спирты, аммиак, муравьиная кислота), рассчитанные автором книги, указывают на их близость (в пределах 1—2%) во всех перечисленных выше растворителях. Это говорит о том, что энергия сольватации ионов в малой степени зависит от строения молекул и структуры растворителей и определяется более общим механизмом сольватации, чем тот, который положен сейчас в основу подсчетов энергий гидратации ионов. [c.343]

Гидратация и сольватация ионов в растворе. Изложенные представления о механизме образования ионного раствора заставляют признать существование интенсивного взаимодействия между молекулами растворителя и ионами как в процессе растворения, так и в самом растворе. В водных растворах гидратация ионов была установлена в работах Каблукова, Джонса и др. Она проявляется во всех свойствах этих растворов. Одним из следствий ее является способность многих электролитов, при выделении их из растворов, связывать некоторое количество воды, увлекая ее в виде кристаллизационной воды. Именно гидратация ионов препятствует обратному соединению ионов в молекулы. Ионодипольное взаимодействие бывает наиболее интенсивным при гидратации положительных ионов, обладающих малым радиусом (например, Li+) и в особенности малым радиусом и одновременно большим зарядом (например, А1 +). [c.385]

Представления о механизме гидратации, развитые Капустинским, интересны тем, что могут объяснить близость энергии сольватации ионов во многих неводных растворителях (см. ниже), хотя поправка 0,28 А для корреляции между термохимическими характеристиками ионов и их радиусами необходима не во всех растворителях. [c.193]

В основных чертах механизм действия твердых кислот и оснований должен быть аналогичен механизму действия кислот и оснований в гомогенных жидкофазных системах. Для частного случая минеральных кислот, адсорбированных на твердой поверхности, это было показано Гольданским, Семеновым и Чирковым [59]. Для собственно твердых кислот, как показано рядом авторов [15, 60, 61] на примере алюмосиликатных катализаторов, каталитическая активность находится в прямой зависимости от количества находящегося в катализаторах обменивающегося водорода. Аналогия в строении и действии гомогенных и гетерогенных кислых катализаторов указывает на возможность протекания реакций по ионному механизму с ионом протона в качестве катализатора. Реакции на алюмосиликатных и подобных катализаторах, видимо, проходят через стадию присоединения протона с образованием иона карбония [62, 63]. Например, механизм реакции гидратации этилена следующий [c.54]

То, что Л 1 1, свидетельствует о существовании эффектов понижения энергии образования ионов в растворителе по сравнению с газовой фазой (вследствие более низкого значения электростатической энергии ионов в диэлектрике). Сольватация сопровождается наряду с экзотермическим эффектом также эндотермическим эффектом величина последнего характеризуется константой В . Значение Вх сильно зависит от структуры наружных электронных оболочек ионов. Все рассмотренные Н. Е. Хомутовым зависимости сохраняют свой вид, если вместо абсолютных величин энергетических эффектов гидратации применять относительные величины, как это предложено в работе [47]. Энергетические эффекты гидратации ионов (ОН") не попадают ни на одну из прямых, что свидетельствует о различии в механизме гидратации Н" " и других ионов, на что указывалось в ряде исследований [47—51]. [c.218]

Степень гидратации ионов является одним из основных факторов, определяющих их подвижность и химическую активность. Поэтому важно установить, влияет ли магнитная обработка водных растворов на гидратацию ионов, поскольку с этим может быть связан механизм ее действия. [c.14]

На этой же основе, указывающей на участие в реакции иона карбония, авторы предложили следующий механизм гидратации [c.268]

Укажем также на никем не отмеченную работу Б. Мещерского [39], напечатанную в малодоступном журнале. Очень подробно анализируя имевшийся тогда опытный материал, автор разумно критикует теорию Таммана и приходит к выводу, что для построения теории теплоемкостей растворов электролитов необходимо детализировать механизм гидратации и учитывать изменения всей массы воды при появлении в ней ионов. Хотя количественных обобщений Мещерский не дал, но мимо его работы пройти нельзя, так как указанные соображения высказаны им задолго до появления известной статьи Бернала и Фоулера и других исследователей, вплотную подошедших к изучению строения воды и растворов. [c.229]

Рис. 20.1. Схематическое представление механизмов гидратации иона Ю4Д0 Ю2(ОН)4

Дальняя (вторичная) гидратация ионов состоит в основном в поляризации под действием поля иона окружающих объемов воды. У каждого иона за слоем первичной гидратации, где молекулы воды прочно связаны с ионом, существует область разрушенной структуры, где потенциальные барьеры, разделяюгцие соседние положения равновесия, ниже, чем в чистой воде. Следует отметить, что механизм гидратации ионов до сих пор окончательно не исследован. Как [c.27]

Следует подчеркнуть, что эффект разрушающе-структури-рующего влияния ионов на ГС должен зависеть от концентрации ионов вторичная гидратация наиболее ярко проявляется при достаточно высоких константах комплексообразования и вдали от изоэлектрической точки, а также на поверхностях, активные группы которых не способны (или обладают слабой способностью) образовывать водородные связи с молекулами воды. Приведенные выше возможные механизмы влияния ионов на ГС необходимо учитывать при рассмотрении устойчивости конкретных дисперсных систем. [c.173]

Аномальный механизм перемещения ионов гидроксония и гидроксила подтверждают их кинетические числа гидратации (Б. П. Константинов, В. П. Трошин). Эти числа в разбавленных растворах кислот и щелочей (d моль/л) существенно меньше единицы, т. е. ионы водорода и гидроксила практически не переносят воду при своем движении, что является непосредственным следствием эстафетного механизма электропроводности несмотря на то, что статические методы указывают на значительную гидратацию этих ионов. В более концентрированных растворах кислот доля протонов, перемещающихся аномальным путем, уменьшается и возрастает перенос тока непосредственно ионами Н3О+. Доля аномального механизма переноса ионов ОН- увеличивается в растворах с более гидратированными катионами, например в растворах LiOH по сравнению с растворами КОН. По-видимому, при высоких концентрациях щелочи перескоки протонов происходят преимущественно через молекулы воды, входящие в гидратную оболочку катионов щелочных металлов. [c.76]

Именно с ближней гидратацией связаны так называемые кинематические свойства растворов и механизм протекания в раст-ворал ряда процессо1в. Таким образом, напрашивается вывод, что гидратация ионов в водных растворах состоит не а связывании ио ном большей или меньшей оболочки из молекул воды. Ближняя гидратация сводится лишь к более или менее сильному взаимодействию иО На с ближайшими молекулами воды, число кото-рьгх 1в разбавленных растворах определяется квазикристалличе-ской структурой воды. [c.129]

Полулернод обмена H/D для ацетальдегида s нейтральной среде составляет около 1 мин в кислой нли основной средах реакция значительно ускоряется. Константа скорости второго порядка при катализируемой кислотой гидратации ацетальдегида имеет порядок 500 [1]. Механизм гидратации исследован подробно, поскольку является прототипом механизма многих реакций по карбонильным центрам, включенным в более сложные молекулы (2]. Гндратация катализуется как осно-вание.м, так и кислотой. Основные катализаторы способствуют депротонированию воды, содействуй образованию более реакционноспособного нуклеофила — гидроксид-иона. При кислотном катализе происходит образование комплекса с участием карбонильной групиы, что повышает ее мектрофнльность [c.292]

Большую помощь при изучении абстрактных вопросов темы оказывают транспаранты Гидратация ионов , кинофрагменты Ионные реакции обмена , Электролиты и неэлектролиты , Механизм электролитической диссоциации , диапозитивы Теория электролитической диссоциации . [c.239]

С пециальные механизмы сопряжения. Из различных специальных механи.змов рассмотрим, во-первых, сопряжение с участием электронов проводимости и экситонов. Этот тип в простейшем виде рассматривался выше для распада Н2О2 (см. рис. 2). На каталитических центрах акцен-торпого типа происходит окислительная стадия с потерей электронов и образованием Н+ и Од. На центрах донорного характера происходит восста-новление электроны, переходя к перекиси, превращают ее в два ОН -иона. Процесс облегчается гидратацией ионов. Его непрерывность поддер-н ивается потоком электронов от акцепторных центров к донорным по проводнику. По сходному механизму возможно также протекание восстановительных и окислительных реакций перекиси водорода с другими веществами. Дополнительные возможности сопряжения открывает образование при цепном продолжении реакции в объеме нейтральных и заряженных радикалов НО-2, О3", ОН. Объемные цени заметны на катализаторах малой и умеренной активности. [c.32]

Наличие такой монотонной функции свидетельствует, что при бесконечном разведении все ионы обладают одним и тем же координационным числом, которое, в согласии с данными Самойлова, Капустинский принимает равным четырем. Такое число гидратации находится в согласии с представлениями о структуре жидкой воды и позволяет представить механизм гидратации состоящим в замещении ионом центральной молекулы воды в ее тетраэдрической ячейке, Капустинский предполагает, что при гидратации катионы оттягивают от кислорода четырех молекул воды четыре пары электронов, в результате чего вокруг катиона образуется дополнительный слой из восьми электронов. Уве.пичение радиуса гидратированного иона по сравнению с кристаллографиче- [c.316]

В связи со сказанным нам кажется преждевременным отказыватьс5 от сложившихся представлений о том, что ион в растворе окружен облаком из молекул растворителя, движущихся вместе с ним. Однако механизм сольватации ионов, как будет показано дальше, далеко не ясен. Самым важным в связи с этим в работах Самойлова, нам кажется, является привлечение к рассмотрению свойств ионов в растворах (гидратация, подвижность) современных представлений о структуре жидкости. Большой интерес представляет обобщение Самойловым взглядов В. И. Данилова, М. И. Шахпаронова и других на изменение структуры растворов с концентрацией. Рентгеноструктурными исследованиями было показано, чтО концентрированные растворы электролитов, особенно при низких температурах, характеризуются структурами, близкими к структурам соответствующих кристаллогидратов, и координационные числа ионов соответствуют их координационным числам в кристаллогидратах. Таким образом, с ростом концентрации происходит переход от структуры чистой воды к структуре кристаллогидрата. Самойлов считает, что в некоторой области концентраций, особенно при низких температурах, в растворах [c.181]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология