Физико-химическое исследование растворов солей щелочных металлов, содержащих разные анионы

• Автор: Пак, Чжон Су
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 249 c. : ил

Оглавление

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. Метод ЯМР релаксации и его применение для исследования микрофизических свойств растворов электролитов
1.1. Обоснование метода ЯМР релаксации для исследования микроструктуры растворов электролитов
1.2. Определение координационных числл ионов и подвижности молекул воды около них методом ЯМР релаксации .
1.3. Энергии активации переориентационного движения молекул воды в гидратных оболочках ионов .
1.4. Влияние симметрии сольватной оболочки на скорость релаксации ядер ионов и ассоциацию ионов в растворах электролитов .

1.5. Изучение структурных перестроек гидратных

оболочек ионов в концентрированных растворах .

ГЛАВА 2. Микрофизические свойства растворов

электролитов .
2.1. Гидратация ионов и структура воды в растворах электролитов .
2.2. Координационные числа гидратации и
природа ионов
2.3. Ассоциация в растворах электролитов.
2.3.1. Электростатические основы исследования ассоциации ионов.
2.3.2. Влияние гидратации на образование
ионных комплексов
ГЛАВА 3. Макрофизические свойства и их взаимосвязь с микрофизическими свойствами растворов электролитов
3.1. Объемные свойства растворов электролитов .
3.1.1. Зависимость плотности растворов электролитов
от концентрации и температуры .
3.1.2. Мольные объемы электролитов в растворах . .
3.1.3. Изменение аддитивности объемов при растворении электролитов
3.1.4. Кажущиеся мольные объемы электролитов
и структура растворов
3.2. Вязкость растворов электролитов
3.2.1. Концентрационнотемпературные зависимости вязкости растворов электролитов .
3.2.2. Энергия и энтропия активации вязкого
течения
3.2.3. Вязкость и гидратация ионов в растворе
3.3. Электропроводность растворов электролитов . .
3.3.1. Концентрационная и температурная зависимости удельной электропроводности растворов электролитов . . .
3.3.2. Мольная электропроводность растворов электролитов
3.3.3. Связь меццу электропроводностью и вязкостью растворов электролитов и трансляционное число
гидратации
3.4. Образование растворов электролитов
ИТОГИ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
Основные выводы
ЛИТЕРАТУРА


После того, как определена координационная сфера воды одного из ионов, не представляет трудности вычислить координационные числа и других ионов, так как концентрационные зависимости скоростей ядер водорода подчиняются правилу аддитивности в широком интервале концентраций и температур. Это означает, что изменение скорости релаксации, вызываемое теми или иными ионами, приблизительно одинаково в различных растворах и что точки искривления графиков концентрационных зависимостей времени релаксации подчиняются определенной закономерности, которая не нарушается при выборе различных комбинаций ионов. С и зная экспериментальные значения 1 при характерных концентрациях МаС4 9,3 и 3,1 молькг воды, когда все молекулы воды находятся в гидратных оболочках натрия и образуют завершенные один или несколько слоев, можно определить значения отно
сительной подвижности молекул воды в гидратной оболочке иона натрия ТаЯ Гсг Далее, используя данные по концентрационным зависимостям I протонов или дейтронов в растворе других солей, в состав которых ВХОДИТ ИОН К1а4 ИЛИ СЮ4, можно вычислить параметры П1 и ЛТо для данных ионов см. Для того, чтобы получить надежную новую информацию о структуре растворов, необходимо повышение точности эксперимента, расширение информаций, проведение экспериментов в широком интервале температур, сравнительный анализ данных по протонной и дейтронной релаксации в легко и тяжеловодородных растворах и сравнение результатов по релаксации ядер растворителя и растворенного вещества, и даже сравнение с результата изучения диамагнитных солей в неводных растворителях. В нашем эксперименте разброс результатов отдельных измерений времени релаксации в большинстве случаев не превышает 1. Н и Н можно получить адекватную информацию, В то же время использование дейтронного резонанса в релаксационных исследованиях имеет ряд преимуществ изза малости магнитного момента дейтронов небольшие парамагнитные примеси, в том числе, растворенный кислород, который усложняет процесс эксперимента, оказывают несущественное влияние на релаксацию времена релаксации дейтронов в несколько раз меньше времен протонной релаксации, что снижает требования к стабильности аппаратуры. Юо частота резонанса, Хс время переориентации молекул. В очень концентрированных растворах электролита скорость протонного обмена изменяется, вызывая изменение разницы между и , что затрудняет интерпретацию данных. ВОДЫ В I той структуре раствора по сравнению с чистой водой. Экспериментальные данные получены для различных растворов в широких интервалах концентраций и температур от 3 К до 3 К. Примеры концентрационных зависимостей скоростей релаксации и гТ в растворах электролитов для различных температур приведены на рисунках рис. I.4. При обработке экспериментальных данных в рамках описанного выше метода раздел . Данные взяты из з. Рис. Скорость спинрешеточной релаксации ядер в некоторых растворах солей
Рис. Рис. В таблице 1. В.И. Чижиком результаты расчетов параметров микроструктуры гидратных оболочек некоторых ионов при температуре 6 К. Значения координационных чисел Щ округлялись до ближайшего целого, причем в большинстве случаев их величина изменялась менее, чем на . Величины определены также с точностью примерно . При варьировании температуры в пределах от 3 до ЗЗЗК координационные числа в большинстве случаев остаются неизменными исключение составляет ион лития из исследованных ионов ,, а меняются лишь значения , поскольку энергии активации движения молекул воды в различных подструктурах раствора и в чистой воде различаются. Анализ материалов, представленных в таблице 1. Характерной чертой гидратных оболочек щелочных металлов является наличие двух слоев молекул воды. К тому же обнаружено, что отношение числа молекул воды в первом и во втором слоях равно 12. Это позволило прийти к выводу о радиальной ориентации диполей молекул воды в первом слое по отношению к центральному иону рис. Тогда неподеленные пары электронов молекул воды блокируются катионом, и молекула воды может образовать только две водородные связи с молекулами воды следующего слоя. Однако, для иона 11 вторую оболочку фиксировать не удалось и количество молекул воды в первом слое около него равно 4.