Эффекты избирательности сольватации и их проявления в транспортных и термодинамических характеристиках трехкомпонентных растворов

• Автор: Карабаев, Султан Осконович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Бишкек
• Количество страниц: 367 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава!. Проблемы сольватации в жидких растворах

1.1. Термодинамические аспекты сольватации в растворах

1.2. Взаимный транспорт ионов и растворителя в системах с

переносом

1.3. Преимущественная сольватация ионов в смешанных

растворителях

Глава И. Квазидиффузионные потенциалы и редокс-функции

кислотности в водно-органических растворах электролитов

2.1. Новый способ приготовления феррицениевого электрода, методики и объекты экспериментального исследования
2.2. Квазидиффузионные потенциалы жидкостных соединений
электрохимических ячеек с переносом
2.3. Редокс-функции кислотности в водно-органических
растворителях
Г лава III. Эффекты избирательной сольватации неэлектролитов в
двух и трехкомпонентных растворах
3.1. Методики определения коэффициентов активности
ферроцена в органических растворителях
3.2. Избирательность сольватации ферроцена в водноорганических растворителях
3.3. Избирательность сольватации ферроцена в
двухкомпонентных органических растворителях
Глава IV. Эффекты избирательной сольватации заряженных
частиц в водно-органических растворителях
4.1. Методики исследования сопряженного транспорта ионов и растворителя в водно-органических растворах
электролитов
4.2. Транспортные и термодинамические характеристики
переноса в водно-органических растворах электролитов
4.3. Избирательность сольватации однозарядных ионов в
предельно разбавленных и изоактивных по электролиту водно-органических растворах
Выводы
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Проблема описания избирательности сольватации заряженных и электронейтральных частиц в двух- и многокомпонентных жидких растворах является ключевой при рассмотрении их реакционной способности и имеет ряд самостоятельных аспектов, в том числе прикладного характера. Так, эффекты избирательности сольватации непосредственно определяют ряд практически важных явлений в растворах, например, высаливание, стабилизацию ионов растворителем, и сопряжены с такими общими вопросами, как создание единой шкалы кислотности, природа сопряженного транспорта ионов и неэлектролита в неоднородных по растворителю растворах. Вместе с тем, эффекты избирательности сольватации составляют важную часть физико-химической характеристики многих биохимических процессов, начиная от ферментативного катализа и его регуляции, мембранного транспорта, проведения нервного импульса до мышечного сокращения и других форм биологической подвижности.
К настоящему времени достигнуты заметные успехи в развитии экспериментальных методов исследования сольватации, в том числе и методов машинного эксперимента, использующих теоретическую базу статистической механики и аналитические модели межмолекулярного и ион-молекулярного взаимодействия. Наиболее ясные по физическому содержанию результаты исследования сольватации появляются тогда, когда используется концепция разделения сольватирующих частиц на частицы ближнего, дальнего окружения и невозмущенного растворителя. В рамках этой концепции очевидно, что изучение избирательности сольватации в двух и многокомпонентных

границу жидкостей. По мнению Миррея и Айкинса [81], источником вклада растворителя в полный диффузионный потенциал является перенос сольватированных ионов с различными скоростями диффузии через границу раздела жидкостей (первоначально движущей силой этого процесса является градиент химического потенциала растворителя, так как растворы по обе стороны границы раздела жидкостей были изоактивны по электролиту). Следует отметить, что это объяснение аналогично объяснению, ранее применявшемуся в работах [82,83], которые были посвящены рассмотрению различных растворов электролитов в одном и том же растворителе.
Таким образом, на основании изложенного очевидно, что исследование процессов переноса ионов и растворителя необходимо для интерпретации и расчета потенциалов жидкостных соединений. В то же время исследование взаимного транспорта ионов и растворителя, по существу, является исследованием процессов сольватации в смешанных растворителях, поскольку такие характеристики переноса, как числа Уошборна, перекрестные коэффициенты диффузии непосредственно связаны с параметрами, характеризующими избирательную сольватацию ионов в бинарных растворителях. Заметим, что число Уошборна (ж0) по определению - это относительное число молей воды, перенесенное к катоду при прохождении через раствор одного Фарадея электричества по отношению ко второму компоненту бинарного растворителя в эксперименте Гитторфа. Однако, следует отметить, что определение этой величины методом Гитторфа не является особенно удачным, поскольку пропускание большого количества электричества может привести к сильным изменениям в электролитном составе. В то же