ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сольватный и ионно-сольватный фактор устойчивости из "Практикум по коллоидной химии Издание 2" Мерой степени гидратации ионов может служить разность между электростатическими энергиями полей иона в пустоте и в водной среде. [c.34] Здесь/гг-ЧИСЛО молекул воды, приходящихся на один ион, объем негидратированного иона, — объем гидратированного иона, Я — энергия гидратации. [c.35] Несмотря на сравнительно небольшое число молекул, входящих в гидратационный слой, объем гидратированного иона иногда в десятки раз больше негидратированного. Это вызвано неравномерной плотностью упаковки молекул воды в объеме гидратацион-ной оболочки. Высокая плотность первых слоев постепенно, диффузно снижается к периферии (такие слои носят название диффузных). [c.35] При увеличении концентрации электролита гидратация снижается. [c.35] С уменьшением числа молекул гидратационной воды объем гидратированного иона уменьшается, оболочка сжимается и при известных условиях может наступить дегидратация. [c.35] Гидратация ионов сопровождается экзотермическим тепловым эффектом, величины которого соответствуют энергиям гидратации. При растворении кристаллических тел эта последняя расходуется на разрушение кристаллической решетки. Эндотермические эффекты теплоты растворения указывают на преобладание энергии кристаллической решетки над энергией гидратации, и недостающая энергия черпается из окружающей среды. Нерастворимость некоторых твердых тел вызвана значительным преобладанием энергии кристаллической решетки над энер-гнейгидратации. [c.35] При растворении вещества гидратированные ионы диффундируют, распределяясь по всему объему растворителя. При сближении ионов гидратная оболочка является достаточным защитником, предупреждающим возможность их соединения. [c.35] Аналогичные процессы гидратации протекают и в неионных молекулярных растворах. На одну молекулу сахара, например, приходится 12—15 молекул воды. [c.35] Способность веществ растворяться в полярных растворителях (вода, ацетон, спирты) или в неполярных (бензол, циклогексан, сероуглерод) определяется соотношением энергий кристаллической решетки и сольвации. [c.36] Сольватируются, или, как говорят в таких случаях, смачиваются и твердые макроскопические поверхности, которые в этом случае следует разграничить на гидрофильные и гидрофобные. Вода, например, легко удаляется с поверхности металла, но ее трудно удалить с поверхности кожи и пр. Резкой границы между гидрофильными и гидрофобными поверхностями не существует. Так, очень гидрофильны глины, меньше — порошки карбонатов и сульфатов щелочноземельных металлов кварцевый песок, стекло, абразивные материалы еще менее уголь гидрофобен еще более гидрофобия сажа. [c.36] Мерой гидрофильности диспергированных тел может служить отношение теплот смачивания водой и бензолом, которое падает с уменьшением гидрофильности (см. табл. 4). [c.36] Среди приведенных в табл. 4 веществ наиболее гидрофилен крахмал, а наиболее гидрофобен уголь. [c.36] При столь высоком внутреннем давлении вода теряет способность к растворению. [c.37] В зависимости от степени гидрофильности поверхность удерживает различное количество гидратационной или, как ее называют, связанной воды. Содержание ее в крахмале доходит до 37% в свежеприготовленном золе гидрата окиси железа на один грамм сухого вещества приходится 5,37 г связанной воды, а через полгода это количество уменьшается до 0,29 г. [c.37] Легко гидратируются глина—до 25%, пшеничная мука — 52%, кожа, хлеб, способность к связыванию воды у которого снижается со временем. [c.37] Диффузный характер гидратационных слоев подтверждается особенностью процесса их вымораживания. С приближением к поверхности и повышением плотности гидратационных слоев снижается температура замерзания находящейся в них воды. При температуре — 0° в одном грамме крахмала остается не замерзшей 0,33 г связанной воды, при—8°—0,23 г, а при—21°—только 0,16 г. [c.37] Молекулы высокомолекулярных органических веществ в большинстве случаев включают в свою цепочку как гидрофильные, так и гидрофобные группы, и сольватация их протекает подобно молекулам дифильных веществ лишь частично, в зависимости от природы растворителя. Число молекул воды, приходящихся на одну гидрофильную группу для ОН — 3 СООН — 4 ЫН4 и СООН— 2 ЫНз — 2 — 3 и т. д. Таким образом, молекула высокомолекулярного вещества сольватирована не полностью, а лишь на определенных участках. [c.37] Подобно гидрофильным веществам, гидрофобные также удерживают сольватирующую их жидкость каучук поглощает 0,57 г/г бензола, 0,8 г/г — сероуглерода, 0,47 г/г — нитробензола ацетилл-целлюлоза —1,32 г/г ацетона и т. д. [c.37] По-видимому, существование одних защитных сольватацион-ных слоев у частиц золя, еще недостаточно для агрегативной устойчивости всей системы. [c.38] Поэтому необходимо, чтобы сольватация в гетерогенных системах сопровождалась адсорбцией, связанной с присутствием третьего компонента . [c.38] Вернуться к основной статье