Гидратация и дегидратация ионов

В работе [121] сделан вывод, что причиной существования граничного слоя воды на поверхности мусковита является гидратация катионов — компенсаторов отрицательного заряда структуры. Их дегидратация связана с затратами энергии и приводит к возникновению структурной составляющей расклинивающего давления. Проявление структурных сил с большой длиной корреляции объясняется сдиранием гидратных оболочек с ионов (отделенных от твердой поверхности) молекулами воды с малым значением I, т. е. дегидратацией ионов, в первую координационную сферу которых наряду с молекулами воды входят и поверхностные атомы кислорода слюды. [c.43]

Процесс гидратации ионов сопровождается выделением энергии. Реакция гидратации большей частью обратима и процесс дегидратации ионов требует затраты такого же количества энергии. [c.13]

Так, например, реакция переноса электрона от иона ОН к иону железа (И ) в водном растворе, ведущая к образованию радикала ОН" и двухзарядного иона Ре2+, казалось бы, должна быть энергетически выгодной. Однако частичная дегидратация ионов железа и гидроксила, обусловленная понижением зарядов этих частиц, требует затраты работы. Энергия переноса электрона (если нет каких-либо осложняющих реакцию процессов) равна разности между сродством к электрону и разностью теплот гидратации начальных и конечных продуктов. Величина этой разности такова, что процесс в целом характеризуется положительным значением энтальпии +183,9 кДж. Прирост энтропии составляет 246,6 Дж/моль-г, что дает для изменения энергии Гиббса при 300 К положительную величину [c.258]

Причины высокой поляризации железа многие авторы [180 - 182] видят в замедленности процесса дегидратации ионов или в разнице между энергией гидратации и его связи с кристаллической решеткой. Однако эта точка зрения вызвала возражение [183]. В.С.Иоффе произвел количественную оценку энергии гидратации ионов ряда металлов и показал, что этот взгляд на природу поляризации металлов группы железа не соответствует действительности, так как энергии гидратации,а такие энергии отрыва ионов от решетки у металлов группы желеэа мало отличаются от соответствующих энергий других двухвалентных ионов, выделяющихся иэ водных растворов или совсем беэ перенапряжения или с очень малым перенапряжением. Показано [164], что энергия гидратации-величина термодинамическая, а потому необязательно может влиять прямо на кинетику процесса. [c.57]

Соединения алюминия и бора, проявляя гетеролитический характер взаимодействия с реагирующими веществами, как и соединения щелочноземельных элементов, являются катализаторами главным образом ионных или кислотно-основных процессов (гидролиза, гидратации, дегидратации, крекинга). Окислительно-воо-становительные процессы или электронные (гидрирование, восстановление, окисление) для них, как правило, не характерны. [c.71]

Образование внутрисферных комплексов в общем случае сопряжено с частичным или полным замещением молекул гидратной сферы катиона ионами галогенов. При этом неизбежна дегидратация ионов галогенов. Мыслимы и такие частные случаи внутрисферного комплексообразования, когда присоединение лиганда сопряжено не с замещением гидратирующих катион молекул воды, а только с перестройкой всей координационной оболочки катионов. При этом каким бы образом ни осуществлялось комплексообразование, оно, как, впрочем, и процессы гидратации— дегидратации [61], неизбежно приводит к изменению свойств раствора в целом, вследствие изменения заряда, числа [c.80]

Иное положение в случае гетеролитических реакций, таких как гидратация, дегидратация и др. На поверхности катализатора их можно, очевидно, осуществить без разрыва электронной пары, аналогично тому, как это происходит при гомогенном катализе. Рассмотрим, например, схему дегидратации спирта на катализаторе, состоящем из ионов А и В+ [c.104]

По типу взаимодействия веществ с катализатором, гетеролитическому или гомолитическому, каталитические процессы можно разделить на две большие группы ионные, или кислотно-основные (гидролиз, гидратация, дегидратация, крекинг), и окислительно-восстановительные, или электронные (окисление, восстановление, гидрирование и др.). Эти процессы обычно [c.7]

Н. А. Изгарышев [1 ] приходит к выводу, что на перенапряжение при выделении газов На электродах оказывает влияние гидратация ионов, величина которой определяется не только характером иона и растворителя, но и наличием в электролите других веществ, непосредственно в процессе электролиза не участвующих. По Н. А. Изгарышеву, величина перенапряжения зависит от того, насколько быстро идут процессы дегидратации ионов при разряде их на электродах. [c.237]

Впервые на возможность медленного протекания электрохимического акта разряда указал Р. А. Колли (1880). Для обоснования и развития этой идеи большое значение имели работы Леблана (1910) и Н. А. Изгарышева (1915). Они раскрыли значение явлений гидратации и дегидратации ионов в актах разряда и ионизации. [c.312]

Первым на возможность медленного протекания такой электрохимической стадии указал Р. А. Колли (1880). Большое значение для понимания причин, обусловливающих конечную скорость этого акта, имели работы Леблана (1910) и Н. А. Изгарышева (Ш ), привлекшие внимание электрохимиков к той важной роли, которую играют явления гидратации и дегидратации ионов в кинетике электродных процессов. Н. И. Кобозев и Н. И. Некрасов (1930 на примере реакции катодного выделения водорода впервые показали, что состояние частиц, в котором они находятся непосредственно после акта разряда, может существенно отличаться от состояния конечных продуктов электродной реакции. Скорость актов разряда и ионизации для реакции катодного выделения водорода, была измерена П. И. Долиным, Б. В. Эршлером и А. Н. Фрумкиным (1940). [c.359]

Н. А. Изгарышев на большом экспериментальном материале показал значение гидратации ионов для явлений перенапряжения на электроде. Величина гидратации ионов зависит не только от природы иона и растворителя, но и от присутствия в растворе других растворенных веществ, непосредственно в электролизе не участвующих. Величина перенапряжения в значительной степени определяется скоростью процессов дегидратации ионов, при их разряде на электродах. Процесс дегидратации ионов можно трактовать как химическую реакцию, обратную реакции взаимодействия растворенного вещества с растворителем. [c.296]

Энергия гидратации аниона тем меньше, чем больше энергия гидратации катиона и чем больше активность катионов в растворе. Разряд аниона проходит через стадию дегидратации иона. Электрическое поле электрода, притягивающего анионы, способствует разряду и дегидратации ионов. Поэтому энергию активации процесса электролиза с выделением кислорода можно выразить уравнением [c.326]

Обратимая реакция гидратации — дегидратации фумарат малат катализируется ферментом фумаразой. Были тщательно исследованы кинетика и механизм действия кристаллической фумаразы, выделенной из сердца свиньи. Этот фермент с молекулярным весом 2,2.10 состоит из четырех одинаковых полипептидных субъединиц (мол. вес. 48,5-10 ). Для протекания реакции никаких кофакторов не требуется, но эксперименты четко указывают на участие в реакции кислого (т. е. протонированного) и основного (депротонированного) остатков. Их значения при ионной силе [c.356]

От указанных энергий гидратации в газовой фазе к энергии частичной дегидратации ионов (в воде), отражаемой последним слагаемым в уравнении (П1.13), можно перейти, если принять, что [c.125]

Если в растворе имеется несколько ионов противоположных знаков, то в размещении ионов во внешнем слое основную роль играют электростатические силы. Адсорбция иона тем больше, чем выше заряд и поляризуемость иона, чем меньше его размеры и энергия гидратации и чем больше его концентрация. Поляризующая способность ионов одного и того же строения пропорциональна отношению заряда иона к его радиусу в квадрате. Таким образом, все три параметра связаны между собой. Чем меньше энергия гидратации, тем легче происходит дегидратация иона, т. е. уменьшение радиуса дегидратированного иона при сближении с заряженной поверхностью кристалла. [c.57]

На рис. 1 приведена схема гидратации катиона (а) и аниона (б). Гидратация ионов — процесс экзотермический и, наоборот, дегидратация ионов требует затраты- энергии. Если в ме- [c.10]

Замедленная химическая реакция может либо протекать в тонком слое жидкости у поверхности электрода, либо, как это часто встречается, представляет собой гетерогенную реакцию в адсорбционном поверхностном слое. В последнем случае обычно наблюдается плохая воспроизводимость опытов. Как и вообще в химической кинетике при гетерогенной реакции стадиями, определяющими скорость реакции и тем самым перенапряжение реакции, могут быть либо процесс адсорбции, либо собственно химическая реакция в адсорбционном слое, либо, наконец, десорбция продукта реакции. К этоII группе гомогенных или гетерогенных реакций относятся реакции образования или диссоциации комплексных соединений. К этой же группе можно причислить гомогенные или гетерогенные реакции гидратации — дегидратации ионов, которые могут быть замедленной стадией общего процесса и тем самым обусловливать появление перенапряжения реакции. Наиболее известным примером замедленной гетерогенной реакции является замедленная рекомбинация Н-атомов, предложенная Тафелем для объяснения результатов, полученных при исследовании катодного выделения водорода. [c.261]

Вторая стадия окислительно-восстановительной реакции (присоединение двух электронов к иоиу меди) фактически идет между гидратированными ионами меди и электронами, оставщимися на поверхностп кристалла железа. Энергетический эффект этой стадии реакции, очевидрю, равен разности между энергией сродства к электронам иона меди (равной условной энергии ионизации атома меди ) и энерг ией дегидратации иона меди (равной энергии гидратации нона). [c.200]

Катионит КУ-2 представляет собой сульфированный сополимер стирола с дивинилбензолом. Это сильнокислотный катионит, в котором активной группой является ЗОзН, Применяется в реакциях ионного обмена — умягчения воды, извлечения металлов из растворов электролитов, очист14и сахарных сиропов и т. д. В последние годы катионит стали применять в реакциях этерификации, гидратации, дегидратации, алкилирования фенолов, конденсации и др. [c.31]

Поскольку ионы металла в водных растворах гидроактивны, к указанным стадиям прибавляются эндотермическая дегидратация первоначально находившегося в растворе иона менее активного металла и экзотермическая гидратация образующегося иона более активного металла [c.74]

Основой теории строения силикатов является представление о кислотных радикалах, тетраэдрических агрегатах типа (5104) и (А104) . Основные элементы структуры сочетаются с образованием структурных скелетов, с которыми соединены положительные ионы натрия, калия, магния, кальция и др. Восемь тетраэдров образуют куб, 12 тетраэдров — гексагональную призму, а 24 тетраэдра — кубооктаэдр. Внедрение этих крупных структурных групп в кристаллическую решетку приводит к образованию структур с очень большим объемом пор молекулярных размеров даже при введении дополнительных ионов металлов остается много места для поглощения значительного количества молекул. От химического состава цеолита и зависит объем внутренних пор, например, 1 г шабазита имеет 3-10 полостей. Наибольшая длина поперечного сечения полости составляет 1,14 нм, а диаметр окна — около 0,5 нм. Каждая внутренняя полость обезвоженного шабазита может поглотить 24 молекулы воды. Молекулы поглощаемого вещества и ионы, способные к обмену, находятся внутри пор цеолитов. Структура цеолитов обеспечивает протекание обратимых процессов гидратации, дегидратации и ионного обмена. Удаление воды повышает активность цеолита, но изменяет его кристаллическую решетку. Потерянную воду цеолит адсорбирует вместо воды цеолит может поглотить другие, подходящие по размерам молекулы. Изменение основных характеристик цеолитов достигается изменением структуры скелета и ионов металлов. Например, эффективный диаметр пор в ситах типа 5А на 0,1 нм больше, чем в цеолитах 4А. При замене натрия на калий размеры пор уменьшаются. И в других цеолитах размер пор можно менять с помощью ионного обмена. Так, в цеолите 13Х заменой натрия на кальций можно получить поры диаметром 0,9 нм вместо 1 нм. [c.258]

К кислотно-основному (ионному) катализу относятся реакции гидратации, дегидратации, аминирования, изомеризации, алкилирования и т. п. (см. табл. 8). Катализаторами для этих реакциГ служат твердые кислоты или основания, обладающие лишь ионной проводимостью. К кислотным катализаторам относятся малолетучие кислоты (Н3РО4, Н2504), нанесенные на пористые носители, кислые соли (фосфаты, сульфаты), а также твердые неорганические вещества, способные передавать анионы (алюмосиликаты, частично гидратированные оксиды А1, 51, У, галогениды металлов). К основным катализаторам относятся гидроксиды и оксиды щелочных и щелочноземельных металлов на носителях и без них, щелочные или щелочноземельные соли слабых кислот (карбонаты и т, п.). [c.226]

Молекулы воды и способные к обмену ионы находятся внутри полостей, а не в узлах кристаллической решетки, и могут проходить через отверстия. Такая структура обеспечивает протекание обратимых процессов гидратации, дегидратации и ионного обмена. Вследствие жесткого алюмосиликатиого скелета цеолита его активация, связанная с удалением кристаллизационной воды, не влечет за собой разрушения кристаллической решетки. Теряя воду, цеолит способен вновь адсорбировать ее или вместо нее молекулы других веществ. Жесткий алюмосиликатный скелет обусловливает к тому же ненабухаемость цеолитов в различных жидкостных средах, что является преимуществом перед другими ионообменными веществами. [c.109]

По данным некоторых авторов, в растворах электролитов под действием магнитного поля происходит дегидратация ионов и возникают ионные ассоциаты [83—85]. Причем предполагается также переход ионов на более высокую ступень ионизации [86]. Эти явления в свою очередь вызывают уменьшение гидратации и ДП коллоидных и суспендированных частиц, изменение степени взаимного сцепления агрегатов в осадках, облегчают образование зародышей новой фазы [79, 82, 83, 87—90]. Последнее обстоятельство используется для борьбы с пакипеобразованием в котлах. [c.120]

Схема, однако, изменится, если эффект соединения ионов дополнить предшествующим ему эффектом дегидратации простых ионов и последующим эффектом гидратации сложных ионов. Учтем сначала различие в энергии дегидратации ионов галогенов. Для пары С1 —это различие составляет 78,7—61,9=16,8 ккал1г-ион [36]. Различие в Ем для соответ- [c.83]

По типу взаимодействия веществ с катализатором (гетеролитическому или гомолитическому) каталитические процессы мошо разделить.на две большие группы ионные, или кислотно-основные (гидролиз, гидратация, дегидратация, конденсация, 1 рекинг) и окислите льно-восстановите льные, или электронные (окисление, восстановление, гидрирование и др.). Эти группы процессэв обычно требуют в качестве катализаторов веществ разной природы первые протекают в присутствии ионных окислов, силикатов, кислот, оснований, вторые - в присутствии веществ, способных взаимодействовать с электронами реагирующих молекул, т.е. обладающих свободными или слабосвязанными электронами на незаполненных д -орбитах их атомов. [c.7]

Поскольку ионы металла в водных растворах гидратированы, к указанным стадиям прибавляются эндотермическая дегидратация первоначально находившегося в растворе иона менее активного металла и экзотермическая гидратация образующегося иона более актив1Юго металла. Тогда суммарный процесс взаимодействия металла с водным раствором соли другого металла и его тепловой эффект выразятся уравнениями [c.260]

Если вместо Н2О в качестве нуклеофила выступает ОН , то произведение концентрации протонированной формы и гидроксильйых ионов не зависит от pH. Следоватеаьно, некаталитическая гидратация — дегидратация, рассмотренная в разд. 2 главы XXI, кинетически неотличима от взаимодействия между протонированной формой и гидроксильными ионами [c.368]

Расстояние между точками > и Л дает полную реальную энергию гидратации иона водорода. Уровень Е соответствует потенциальной энергии системы Н М, состоящей из свободных газообразных атомов водорода и твердого металла. Расстояние между точками Р я С дает энергию адсорбции атомарного водорода электродным металлом. Из рис. 69 следует, что энергия активации разряда меньше, чем полная энергия дегидратации. Точно так же энергия активации ионизации меньше энергии десорбции атома водорода а поверхности металла. Так, например, энергия активации разряда водородных ионов на ртути при нулевом перенапряжении составляет примерно 20 ккал г-ион, в то время как энергия гидратации водородных ионов близка к 250 ктл1г-ион. Тем не менее энергия [c.361]

Фермент аконитаза (аконитат-гидратаза) катализирует обратимые реакции гидратации — дегидратации между цитратом и г ис-аконитатом, а также между (+)-изоцитратом и г ис-аконитатом (реакции XIV.26 и XIV.2b см. табл. 40). Специфичность его в отношении этих трех субстратов, по-видимому, абсолютна. Существуют убедительные доводы в пользу того, что обе реакции катализируются одним и тем же ферментом. При диализе активность фермента утрачивается, но может быть восстановлена добавлением ионов Fe в присутствии восстановителя. Вопрос о том, является ли образование г ис-аконитата в качестве промежуточного продукта необходимым условием взаимопревращений цитрата и изоцитрата, долгое время вызывал споры. Ясно, что одновременное протекание двух частных реакций (XIV.26) и (XIV.2b) также могло бы привести к изомеризации. Вопрос, следовательно, заключается в том, каким путем идет процесс на самом деле. Совокупность имеющихся экспериментальных данных, по-видимому, исключает второй путь Ч [c.353]

Можно мысленно разбить процесс образования гидратированного комплексного иона на следующие этапы 1) дегидратация гидратированного иона металла и лигандов, 2) образованпе не-гидратированпого комплексного иона из дегидратированных компонентов и 3) гидратация комплексного иона. [c.448]

Исследование металлокарбоангидраз химическими и кристаллографическими методами указывает на важность тонкого стерического соответствия при взаимодействии упорядоченных молекул растворителя с молекулой субстрата. Из сравнения активностей Со(П)- и 2п(11)-содержащих ферментов (табл. И) следует, что каталитическое действие сложным образом зависит от природы связи металл—кислород, образуемой в области активного центра. Согласно предположению Оргела [267] и Дженкса [268], роль иона металла в белке заключается в увеличении кислотности связанной молекулы воды. В рамках механизма каталитической реакции 2п-(И)-фермента [249, 259] за-счет более сильной поляризации связи ОН координированной воды (как показано на рис. 24) следовало ожидать большего каталитического эффекта при координации карбоангидразы с Со(П), чем с 2п(П). Сильное влияние незначительных стерических искажений на упорядоченную структуру молекул растворителя в области активного центра карбоангидразы подчеркивает важность тонкого стерического соответствия, которое должно выполняться при катализе гидратации— дегидратации СОг. [c.107]

Процессы, происходящие в работающем (замкнутом) элементе, также ясны в этой схеме. Вследствие разной электролитической упругости растворения в объеме обоих электродов создаются различные концентрации свободных электронов. Процесс идет в направлении выравнивания этих концентраций, что создается движением электронов по проводнику, замыкающему элемент, от большей электролитической упругос ги растворения к меньшей. Например в элементе Даниеля электроны переходят из цинкового электрода на медный. Благодаря этому на первом оказывается электронов меньше, чем это отвечает равновесию диссоциации атомов металла. Этот недостаток пополняется добавочной диссоциацией. Последняя в свою очередь образует избыток ионов цинка по сравнению с тем равновесием, которое отвечает их гидратации, и этот избыток устраняется добавочной гидратацией избыточных ионов и переходом их в раствор. Противоположные процессы происходят на медном электроде, который получает избыточные электроны по сравнению с равновесием диссоциации. Они соединяются с частью ионов, уже имевшихся в медном электроде, образуя атомы меди. Убыль ионов пополняется их переходом из раствора и дегидратацией. Такие же процессы происходят в любых гальванических цепях. [c.362]