Полярность молекулы, влияние на растворимость в воде

Низкая растворимость неполярных газов (Не, Ne, Нг, СН ) в воде объясняется высокими критическими температурами этих газов. Высокая растворимость в воде сероводорода объясняется не только полярностью молекул растворителя и растворяемого газа, но и химическим взаимодействием H S + HjO = НЮ+ + HS". На растворимость газов в жидкостях оказывает влияние природа растворителя. Ниже приведены коэффициенты поглощения азота различными растворителями при 298 К. [c.382]

Из-за полярности связи кислород — водород молекулы спиртов полярны. Низшие спирты хорошо растворимы в воде, однако по мере увеличения числа атомов углерода в углеводородном радикале влияние гидроксидной группы на свойства уменьшается и растворимость спиртов в воде понижается. Молекулы спиртов ассоциированы из-за образования водородных связей между ними, поэтому температуры их кипения выше температур кипения соответствующих углеводородов. [c.307]

На растворимость веществ в жидкости оказывают влияние природа растворителя и растворяемого вещества, температура, а для газов и давление. Природа растворяемого вещества определяется видом химической связи в его молекулах. Межмолекулярное взаимодействие полярных молекул воды с ионами или полярными молекулами растворяемого вещества сводится к взаимодействию диполей воды с ионами или диполями растворяемого вещества. Если молекулы растворяемого вещества неполярны, то растворимость его в воде будет ограниченной или. оно совсем не будет рас- [c.93]

Водородная связь играет большую роль в процессах растворения, так как растворимость зависит и от способности вещества давать водородные связи с растворителем. Например, сахар, молекулы которого имеют много ОН-групп, способных образовывать водородные связи, очень хорошо растворим в воде. Наоборот, отсутствием влияния водородной связи можно объяснить те случаи, когда полярные соединения не растворимы в воде. Так, полярный иодистый этил хорошо растворяет неполярный нафталин, а сам не растворяется в таком полярном растворителе, как вода. [c.134]

В ароматических соединениях сказывается сильное влияние V/ на полярность молекулы эффекта сопряжения, которое отражается на энергии диполь-дипольного взаимодействия молекул ароматического соединения с водой и на энергии водородной связи между водой и этими молекулами. Так, оттягивание электронной плотности из бензольного кольца молекулы фенола на введенную в кольцо нитрогруппу вызывает повышение эффективного положительного заряда на атоме кислорода и приводит вследствие этого к ослаблению водородной связи между фенольной группой и молекулами воды. В результате этого растворимость нитрофенола меньше растворимости фенола в 10 раз. [c.12]

Ввиду значительной полярности группы ОН, у молекул углеводородов, содержащих гидроксильную группу, наблюдается заметная полярность. В табл. 24.6 указана растворимость различных спиртов в воде при комнатной температуре. У спиртов с низкой молекулярной массой наличие группы ОН оказывает больщое влияние на их физические свойства. Однако по мере возрастания длины углеводородной цепочки группа ОН оказывает все меньшее влияние на свойства вещества (см. также разд. 12.3, [c.428]

Зависимость растворимости органических веществ от температуры определяется прежде всего влиянием молекул этих веществ на прочность структуры воды. При растворении ароматических углеводородов, а также производных бензола с гидрофобными полярными заместителями влияние их молекул на кластер- [c.12]

Характерным свойством ионизированных соединений является их растворимость в воде. Ковалентные соединения обычно растворяются в воде плохо, однако они хорошо растворимы в неполярных растворителях бензине, бензоле, четыреххлористом углероде. Растворимость в воде сильных кислот, щелочей и солей объясняется сольватацией их ионов полярными молекулами растворителя под. влиянием ионных зарядов. [c.34]

Принцип независимости поверхностного действия- [4]. Принцип состоит в том, что силовое поле вокруг полярной группы молекулы или неполярной углеводородной части не зависит от остальной ее части Это означает, что в дифильных молекулах действует какая-либо одна часть молекулы, оказывая решающее влияние на изменение поверхностных свойств. Так, смешивая уксусную кислоту с водой, мы можем говорить о парциальной растворимости в воде группы СООН. Группа СНз взаимодействовать не будет. Наоборот, при смешении более высокомолекулярно [c.32]

Образование мицелл НПАВ в водных растворах определяется, в основном, силами когезии углеводородных цепей молекул и сродством гидрофильных групп к молекулам воды в случае ионных ПАВ — когезией гидрофобных групп и балансом электрических сил ионизированных групп молекулы. В водных растворах молекулы ПАВ находятся в строго ориентированном состоянии таким образом, что гидрофобные части молекул располагаются центрально друг к другу, а гидрофильные — по отношению к полярному растворителю. В этом случае возникают возможности к образованию ассоциированных соединений. Как правило, мицеллы ПАВ и других ВВ имеют большие коллоидные размеры (40-500 А°), состоят из большого числа молекул (до 200) и обладают большой объемной емкостью, т.е. имеют пустоты. Кроме того, относительно небольшие промежуточные пространства могут возникать при набухании в воде плохо растворимых макромолекул ВВ. В эти пустоты мицелл или промежуточные пространства скоплений макромолекул под влиянием сил межмолекулярного притяжения могут проникать относительно небольшие молекулы ЛВ, образуя соединения, которые очень часто стабилизируются дополнительными побочными валентными силами. Количество включаемого ЛВ зависит от размеров полого пространства мицеллы и молекулы действующего вещества. [c.393]

Разделяющий агент изменяет условия фазового равновесия жидкость — пар в желаемом направлении. Прибавленная в раствор соль существенным образом изменяет сложный характер различных видов взаимодействия системы. Наиболее важными факторами, определяющими влияние соли на фазовое равновесие жидкость — пар, являются гидратация ионов и их электростатические характеристики. Заметную роль играют также растворимость веществ, свойства и состав разделяемой смеси. В результате действия прибавляемой соли происходит увеличение парциального давления масла как менее полярного компонента. Внесенная соль изменяет взаимное расположение молекул компонентов таким образом, что более полярный компонент— вода — благодаря электростатическому полю ионов соли стремится сгруппироваться вблизи ионов. Происходит гидратация ионов соли молекулами воды, при этом менее полярный компонент выталкивается из поля иона, т. е, высаливается, повышается его парциальное давление. [c.105]

Спирты. Гидроксильная группа сообщает спиртам большую полярность и сильную гидрофильность. Метиловый, этиловый и пропиловый спирты полностью смешиваются с водой. Влияние углеводородной части молекулы на гидрофильность становится сильно заметным в высших спиртах (например, растворимость н-бутило-вого спирта в воде при 20 °С равна только 7,7%). Уменьшение гидрофильности с повышением молекулярного веса сказывается на растворяющей способности. Так, льняное масло с. метиловым спиртом смешивается лишь частично, а с бутиловым спиртом — полностью. Касторовое же масло, содержащее гидроксильные группы, полностью смешивается с метиловым спиртом. [c.261]

Рауля. Очевидно, что фактор Оц является чисто эмпирической величиной. Однако он качественно верно передает закономерности в изменении растворимости благородных газов в ряду полярных растворителей (см. рис. 2) — резкий скачок в растворимости при переходе от органических растворителей к воде и от Не, N6 к Аг (Кг, Хе). Кроме того, уменьщение зависимости Он в ряду Не—Аг косвенно свидетельствует о влиянии атомов растворенного газа на степень Н-связанности молекул растворителя. [c.111]

Характер полярной группы играет существенную роль при мицеллообразовании в водных и неводных средах. Ее влияние на ККМ отражает параметр а в уравнениях (VI.53) и ( 1.54). Роль гидрофильных групп в водных растворах ПАВ заключается в том, чтобы удерживать образующиеся ассоциаты в воде и регулировать их размер. Сферическая форма ионных мицелл устанавливается, если энергия ассоциирования углеводородных цепей достаточно большая и превышает энергию электростатического отталкивания между ионными группами. Гидратация противоионов, окружающих мицеллу, способствует отталкиванию, а менее гидратированные ионы легче адсорбируются на поверхности мицелл. В связи с этим наблюдается уменьшение ККМ и увеличение мицеллярной массы для катионных ПАВ в ряду С1 <В <1 и анионных ПАВ в ряду 1Ма+<К+<Сз+. Наличие ионных концевых групп обеспечивает хорошую растворимость ПАВ в воде, поэтому для перехода ионогенных молекул в мицеллу требуется значительно больше энергии, чем для образования мицелл из неионогенных молекул. В связи с этим ККМ для ионогенных ПАВ значительно выше, чем для неионогенных, при одинаковой гидрофобности молекулы. Величина ККМ неионогенных ПАВ с полиоксиэтиленовой цепью растет с увеличением длины цепи по линейному закону. [c.347]

Наибольшую эффективность действия П.-а. в. обнаруживают при такой молекулярной структуре, ко1 -да в ней сбалансировано влияние свойств полярных групп, с одной стороны, и неполярных цепей — с другой, т. е. когда они обладают оптимальным олео-гидрофильным балансом. Однако для большой группы П.-а.в., молекулярно-растворимых в воде,— карбоновых кислот, аминов и спиртов жирного ряда, многих ароматич. соединений и др.— эффективность действия сильно ограничена малой растворимостью, быстро убывающей с удлинением цепей молекул. Гомологи жирного ряда Си и выше уже совершенно нерастворимы в воде, средние же гомологи относительно мало активны. Поэтому П.-а. в. такого типа чаще используются в неводных (масляных) средах, в к-рых растворяются в значительной концентрации и высшие гомологи. [c.50]

Действие солей и концентрации водородных ионов на растворимость белков может быть истолковано как результат влияния этих факторов на взаимодействие заряженных полярных группировок белковой молекулы друг с другом и с молекулами воды, а также на взаимодействие целых белковых молекул, [c.18]

В последнее время установлено, что величина энергии б, так же как и энергия связи молекул ПАВ в мицеллах и мицелл между собой, зависит от полярности и взаимной поляризуемости молекул среды, ПАВ и воды [126]. При этом величину Е , связанную с растворимостью молекул ПАВ, определяет не только дисперсионное взаимодействие углеводородных радикалов ПАВ и среды, но и другие виды их взаимодействия. Между ними образуются водородные связи, связи ЭДА взаимодействия и даже химические координационные связи Последние обусловлены наличием в молекулах активных групп, заряженных частиц, радикалов, поляризованной воды (Н+, ОН-) или других поляризующих веществ. Все эти виды энергетических взаимодействий оказывают влияние не только на структурообразование в объеме смазочного материала, но и на кинетику образования и характер поверхностных пленок. [c.80]

Растворимость в воде. Так как вода является полярным соединением, то ее растворяющая способность тесно связана с полярными свойствами растворяемого вещества. В свою очередь полярный характер молекулы растворяемого вещества определяется числом и природой входящих в него функциональных групп. Этиленовые и ацетиленовые связи или структуры бензольного типа мало влияют на полярность. Поэтому непредельные и ароматические углеводороды по своей растворимости в воде мало отличаются от парафинов. Введение галоидных атомов заметного влияния на полярность не оказывает. Оно увеличивает молекулярный вес, отчего растворимость в воде всегда уменьщается. С другой стороны, соли являются исключительно сильно полярными соединениями все соли, упоминаемые в этой книге, растворимы в воде. [c.69]

Вследствие полярности молекул вода проявляет высокую активность при различных химических взаимодействиях, является хорошим растворителем для электролитов, которые в воде подвергаются диссоциации. Молекулы воды отличаются способностью к образованию водородных связей, что оказывает влияние па взаимодействие воды с другими веществами и на свойства водных растворов. Молекулы воды способны к образованию допорно-акцеп-горных связей, в которых они являются донорами неподеленных электронных пар ь ислородного атома. Все это обусловливает высокую реакционную и растворяющую снособность воды. В воде растворимы очень многие вещества. При этом часто молекулы (или ионы) растворяемых веществ образуют соединения с молекулами воды. Это явление называется гидратацией. Молекулы воды взаимодействуют также с поверхностью ионных кристаллов. [c.170]

Водородная связь играет большую роль и в процессах растворения, так как растворимость зависит и от способности вещества давать водородные связи с растворителем. При этом часто образуются продукты их взаимодействия — сольваты. В качестве примера можно указать на растворение спиртов в воде. Этот процесс сопровождается выделением теплоты и уменьшением объема, т. е. признаками, свидетельствующими об образовании соединений. В подобных случаях нельзя говорить об образовании сольватов за счет электростатического притяжения ионами дипольных молекул растворителя, так как речь идет о растворении неионизирующихся соединений. Отсутствием влияния водородной связи можно объяснить и те сЛучаи, когда полярные соединения не растворимы в воде. Так, полярный иодистый этил хорошо растворяет неполярный нафталин, а сам не растворяется в таком полярном растворителе, как вода. [c.236]

Влияние характера связей на растворимость можно пронаблюдать и при сравнении растворимости в воде фенола СбНбОН (СеНбОН — полярные молекулы, но большой углеводородный радикал — растворимость мала) и фенолята натрия СбНвОЫа (ионное соединение, и хотя радикал в анионе СеНбО" тот же, что и в феноле, растворимость фенолята много лучше растворимости фенола). Отметим еще, что растворимость кислорода (неполярные молекулы) в бензоле в 10 раз больше, чем в воде, тогда как аммиак (полярные молекулы) гораздо лучше растворим в воде, чем в неполярных органических растворителях. [c.153]

Гораздо удачнее оказывается полуэмпирическое рассмотрение проблемы высаливания, основанное иа учете влияния солей на плотность когезионной энергии или внутреннее давление воды [25, 45, 49]. Внесение неполярной молекулы в воду можно разделить на две стадии разъединение молекул воды с образованием полости, в которой может поместиться вносимая молекула, и внесение молекулы в эту полость. При растворении неполярных молекул, которые не могут сильно взаимодействовать с водой, основная часть свободной энергии, требуемой для осуществления процесса, должна затрачиваться на уменьшение взаимного сцепления молекул воды на первой стадии. Это основная причина низкой растворимости органических веществ в воде, если их молекулы недостаточно полярны, чтобы, взаимодействуя с водой на второй стадии, компенсировать эти затраты свободной энергии (гл. 8). Таким образом, добавление какого-либо вещества, способного увеличивать среднюю когезионную энергию, т. е. энергию сцепления молекул воды между собой, будет затруднять их раъединение на первой стадии процесса растворения. Напротив, добавление таких веществ, как спирты, которые способны уменьшать среднее взаимное сцепление молекул воды, будет облегчать этот процесс. Большинство солей увеличивает среднюю силу взаимного сцепления молекул воды и плотность когезионной энергии водного раствора. Это проявляется экспериментально в электро-стрикции и возрастании поверхностного натяжения. Таким образом, в соответствии с рассмотренной моделью в большинстве случаев должно наблюдаться высаливание неполярных веществ, неспособных сильно взаимодействовать с водой. Высаливание можно рассматривать просто как выталкивание неполярных молекул, вызываемое электрострикцией и увеличением средней силы взаимного сцепления молекул растворителя в присутствии соли. [c.291]

Специфические свойства воды как растворителя частично обусловлены влиянием растворенного вещества на структуру растворителя. Выше уже обсуждалась тенденция к образованию айсбергов при введении неполярных веществ в воду, что приводит не только к выделению тепла, но и к большому отрицательному изменению энтропии (раздел А-6). Эти эффекты нередко проявляются в уменьшении растворяющей способности воды с повышением температуры, например при растворении полиметакри-ловой кислоты [131]. Иногда водные растворы полимеров осаждаются при нагревании. Это наблюдалось для сополимеров винилового спирта и ацетатов [132], метилцеллюлозы [133, 134] и других водорастворимых полимеров. Однако растворяющая способность воды не всегда снижается при повып1ении температуры. Например, при исследовании полиакриламида Зильберберг и др. [131] обнаружили, что вода становится термодинамически лучшим растворителем по мере повышения температуры. Во всяком случае следует помнить, что взаимодействие молекул воды с макромолеку-лярным растворенным веществом сильно локализовано на отдельных участках, и поэтому следует ожидать, что параметр взаимодействия между растворителем и растворенным веществом может изменяться в широких пределах в зависимости от состава системы. Приведем наглядный пример найлон имеет чрезвычайно большое сродство к воде при очень малой ее концентрации [135]. Однако растворимость воды в этом полимере довольно ограничена, а растворимость найлона в воде слишком мала, чтобы ее можно было обнаружить. Очевидно, что в таких случаях следует рассматривать отдельно взаимодействие воды с сильно полярными амидными группами и с неполярными участками полимерного растворенного вещества. [c.70]

На растворимость сильно влияет объем атомов полярной группы чем он больше, тем большая энергия необходима для раздвигания молекул воды и тем ниже будет растворимость. Так, растворимость простых эфиров в 1,5 раза выше соответствующих им по строению кетонов (RjO Кг СО), в 5 раз выше сложных эфиров (R OOR) и в 176 раз вьпие, чем тиоэфиров (RiS). Однако вторичные амины лучше растворимы, чем соответствующие им эфиры и кетоны (RjNH и RaO, R2 СО), за счет более сильной связи NH группы с молекулами воды. Влияние объема полярной группы на растворимость особенно хорошо заметно при сравнении [c.105]

Отличие Ка в растворе электролита отражает изменение замещения молекул воды в полостях иа молекулы газа при наличии ноля иоиов. В присутствии электролита молекулы воды и заменяющие их молекулы газа уже не эквивалентны. Из-за того, что полярные молекулы воды в полостях ориентируются в поле ионов, они находятся в энергетически более выгодном состоянии, чем в чистой воде. В то же время состояние молекул газа в полостях в первом приближении не меняется в присутствии электролита. Поэтому Ка и равновесие (4) ири переходе от воды к раствору смещается в сторону исходных веществ, т. е. растворимость газа в этом случае должна уменьшаться. Таким образом, высаливание газа рассматривается как целиком структурный эффект. В приведенной схеме (вероятно, справедливой не только для газов, а также для других молекул с неноляриыми группами) оно является следствием влияния электролита иа стабилизацию структуры воды неполярными молекулами (при более детальном рассмотрении процесса требуется учесть также изменение состояния выталкиваемых молекул воды в льдоподобной структуре. Нарушения льдоподобной сетки в растворах должны вести к усилению рассмотренной зависимости, а связывание ионами вытесненных молекул воды к противоположному изменению). [c.72]

В полярных веществах притяжение между молекулами более сильно, нежели в неполярных. Полярная структура молекул оказывает влияние на многие свойства соединений. Так, молекулы воды, обладающие высокой полярностью, имеют высокую активность при химическом взаимодействии (например, диссоциация электролитов, их растворимость и др.). Отмечено, что газы, молекулы которых по-лярны, растворяются лучше в полярных растворителях, а неполярные газы с бо 1ее высокой критической температурой лучше растворяются в неполярных растворителях. Полярные вещества должны иметь более высокие температуры кипения, большие тец-Лоты испарения, чем нецрлярные, [c.24]

Данные табл. 1 показывают, что в любой вышеуказанной серии растворяюшее действие связано некоторым образом с отношением количества атомов углерода к полярным атомам в молекуле. Следовательно, растворяющее влияние повышается с размером углеводородных групп. В общем, азот (амиды) является более эффективной полярной группой, чем кислород (эфиры, кетоны). Более высокие спирты, гликоли, кетоны и амиды являются не эффективными, вероятно, пото.му, что они нерастворимы в воде. С другой стороны, хотя более высокие амины и растворимы в воде в виде солей, они не оказывают растворяющего влияния на желатин-крем-неземистый комплекс, так как осаждают кремнезем, по-видимому, в комбинации с некоторым количеством желатина. [c.67]

Сульфогруппы. С увеличением числа сульфогрупп повышается растворимость красителя в воде и эгализующая способность, но субстантивность обычно уменьшается. Красящие свойства зависят также от положения сульфогрупп относительно азогрупп. Влияние числа и положения сульфогрупп иллюстрируется данными, приведенными в табл. V. Все красители с четырьмя сульфогруппами в молекуле обладают величиной абсорбции более низкого порядка, чем с двумя сульфогруппами. Из сравнения Бензоазурина О и Диаминового синего А2 видно, что сдвиг сульфогруппы в концевой азосоставляющей в положение, более отдаленное от места присоединения азогруппы, значительно повышает субстантивность. Ширм предположил, что субстантивности благоприятствует такое расположение сульфогруппы, нри котором полярность распределяется равномерно вдоль молекулы красителя и перпендикулярно ее длине. В этом случае молекула красителя может связываться с целлюлозой, располагаясь параллельно цепи целлюлозы, причем гидрофильные сульфогруппы ориентируются в направлении, перпендикулярном волокну и вне его. Связь между красителем типа [c.1469]

Приведенные экспериментальные данные, устанавливающие зависимость адсорбционного эффекта пластифицирования металлов от состава внешней активной среды, не только подтверждают чисто адсорбционную природу эффекта, но и показывают, что влияние поверхностно-активных веществ характеризуется закономерностями, свойственными процессу адсорбции на жидких поверхностях раздела. В работах А. Б. Таубмапа было показано [30, 31], что при адсорбции из углеводородных растворов на границе с водой поверхностная активность органических молекул определяется главным образом, работой выталкивания из раствора на поверхность раздела их полярных групп при очень слабом влиянии длины углеводородных цепей, сольватирующихся растворителем. Эти измерения проводились с высшими гомологами поверхностно-активных веществ, не растворимыми в воде, вследствие чего исключалось распре- [c.55]

Углеводородная цепь такой же длины, как и в молекуле бутана, которую уже можно считать довольно гидрофобной группой, обладает свободной энергией переноса из жидкого бутана в воду +5,9 ккал/моль (24,7 -10 Дж/моль) и энтропией переноса —22 энтр. ед. (—92,2 Дж/моль-К), что не очень сильно отличается от энтронии переноса метана. Противоположные по знаку величины АН для метана и для инкремента на каждую метиленовую группу почти полностью взаимно компенсируются в случае бутана, и остается лишь небольшая величина —0,8 ккал/моль (-3,35-10 Дж/моль), которая, возможно, отражает небольшое увеличение числа водородных связей вблизи молекулы углеводорода. Аналогичное исчезновение благоприятной энтальпии процесса наблюдается для ароматических молекул энтальпия переноса молекул бензола из бензола в воду равна 0,6 ккал/моль (2,5 -10 Дж/моль) при 25 °С. Термодинамические параметры растворения длинных углеводородных цепей в воде исследовали на спиртах и неионных детергентах, которые обладают достаточной растворимостью, чтобы обеспечить сравнительную легкость экспериментальных измерений. Так же как и алканы с короткой ценью, эти соединения обладают инкрементом растворения 0,6 ккал/моль (2,5 -10 Дж/моль) в АН на каждую дополнительную метиленовую группу вплоть до длины цепи в 12 атомов углерода [21, 64]. Однако у соединени с короткой цепью наблюдается небольшое изменение или уменьшение АН с ростом длины цепи (до четырех атомов углерода), что указывает на влияние полярной группы на термодинамические параметры растворения углеводородной цепи. Иеблаго-приятпое значение АН для соединений с длинной цепью 1Мол но объяснить [c.322]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология