Проявление межмолекулярных взаимодействий в объемных свойствах водных растворов неэлектролитов

• Автор: Столыпин, Владимир Федорович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I. Гидратация в водных растворах неэлектролитов

1.1. Структура жидкой воды

1.2. Влияние растворенных веществ на структуру воды

1.3. Термодинамика бинарных водных растворов

1.4. Гидрофобные взаимодействия в водных растворах

неэлектролитов

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Методы исследования объемных свойств растворов

2.2. Описание денсиметра

2.3. Принцип работы и калибровка денсиметра
2.4. Измерения температуры максимальной плотности
водных растворов
2.5. Очистка растворителей
2.6. Результаты эксперимента
Глава 3. Обсуждение результатов
3.1. Аналитические особенности функций составсвойство
3.2. Система вода ГМФТ
3.3. Системы вода двухзамещеняые а,иды
3.4. Система вода ДМСО
3.5. Системы вода третбутанол и вода ТГФ
3.6. Идентификация гидрофобных взаимодействий
3.7. Парциальные молярные энтропии компонентов
в бинарных водных системах III
Выводы
Литература


Таким образом, вода рассматривается как равновесная смесь кластеров, плавающих в более или менее свободной мономерной воде, причм происходит непрерывный обмен между этими двумя фазами так называемое мерцание. Если Фрэнк и Вен применяли при описании кластеров термин льдоподобность, то Немети и Шерага ,, количественно развившие эту модель, говорят, что модель не нуждается в предположении о существовании определнной квазикристаллической структуры. Они
предполагают на границе существования кластеров и мономерных молекул такие молекулы, которые обладают не только четырьмя водородными связями, но и тремя и двумя и одной, характеризующиеся различными уровнями энергии согласно распределению Больцмана. В состав кластера входят молекул. Ванд и Сениор высказывают мысль о том, что объм между кластерами заполнен не мономерными, а димерными и полимерными молекулами. Люк и Хайду предполагают, что вода состоит только из кластеров без промежуточных состояний. Размеры кластеров в различных моделях широко варьируются. Время полужизни кластера определяется в КГКГсек , что соответствует времени релаксационных процессов в воде. В модели гидрата воды Полинга структура жидкой воды представляет собой раствор внедрения воды в воде гидрат воды, состоящий из беспорядочной смеси нестабильных каркасов, в полостях которых находятся мономерные молекулы воды. Этот каркас имеет симметрию икосаэдра и образован молекулой воды, из которых расположены в вершинах пептадодекаэдра и каждая из них связана с ближайшими соседями тремя водородными связями. Двадцать первая молекула не образует водородных связей и находится в полости, внутри додекаэдра. Взаимное расположение додекаэдров может быть весьма различным так, они могут быть соединены между собой водородными связями или иметь общую пятиугольную грань или могут соединяться мостиками, образованными цепями молекул воды, связанными водородными связями. Анализируя эту модель методами статистическотермодинамики, Фрэнк и Квист наши, что молекулы воды, находящиеся внутри каркаса, должны обладать свободным вращением и, следовательно, быть гидрофобными, а также приняли временное существование в воде свободных молекул, которое обусловлено мерцанием структурного каркаса. Маленков , видоизменив модель
Полинга, предложил разместить в вершинах додекаэдра молекулы воды с четырьмя зеркальносимметричными водородными связями. Однако, экспериментальные данные , не подтверждают додекаэдрических структур. Эти модели, с нашей точки зрения, являются основными, на базе которых строятся все существующие на сегодняшний день многочисленные модели воды. Каждая модель достаточно хорошо объясняет ряд физикохимических параметров жидкой воды, но ни одна теория не охватывает весспектр свойств. Также существует класс дискретноконтинуальных моделей, которые объединяют элементы моделей первых двух категорий. Так, Ванд и Сениор см. Гауссова Распределения энергий около среднего значения для каждого типа молекул. В работах и для описания процессов сольватации предлагается комбинированная модель супермолекулаконтиниум, в которой супермолекула, состоящая из нескольких молекул, находится в однородной континуальной среде. Эти модели также неплохо описывают некоторый набор свойств. Несколько особняком стоят группы решточных и ячеистых моделей воды, в которых используются различные потенциальные функции межмолекулярного взаимодействия в решточном газе или ячейках Вычисленные на базе этих моделей термодинамические свойства воды находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными, а имеющиеся расхождения можно отнести на счт недостатков моделей. Интересен подход Лященко и Рязанова , основанный на концепции Маленкова , где льдоподобный каркас, существующий в воде, представлен в виде матрицы, на которой размещаются свободные молекулы воды. Детальная информация о структуре жидкости имеется в виду Дструктура 2 монет быть получена из дифракционной рентгеногра
Рис. Радиальные функции распределения 1 ЖИДКОЙ Н2О при различных температурах и жидкой Д2О при 7К 2.