СОСТОЯНИЕ ВОДЫ В ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ

Состояние вбдЫ в тройных системах органический растворитель — вода — кислота [152]

Соотношение между концентрациями ассоциатов вода — растворитель и вода — вода будет изменяться при вве­дении в систему вода — растворитель ионов Н+, которые, гидратируясь, превращаются в ионы гидроксония НзО+ • •гаНгО. В качестве растворителя был взят ацетон, моле­кулы которого содержат полярную С = 0-группу и обла­дают большим дипольным моментом.

В области основных частот валентных колебаний ОН-групп воды наблюдается несколько полос поглоще­ния, главные из них — 3520 и 3580 см~х— приписывают симметричным и асимметричным колебаниям молекул воды в ассоциатах вода — растворитель, широкую поло­су 3428 см-1 — поглощению жидкой воды. Наряду с перечисленными наблюдается еще ряд полос, однако ин­терпретация многих из них до сих пор еще не однозначна.

В области 1,3—1,6 мк (7700—6300 см~х) лежат поло­сы поглощения, соответствующие первым обертонам ука­занных основных частот: 7400 и 7080 см~х — первые обер­тоны симметричных и асимметричных валентных колеба­ний ОН-групп молекул воды, связанных с растворителем, и 6200 смт1—первый обертон валентных колебаний ОН - групп молекул воды в ассоциатах типа вода — вода. Введение в систему вода — ацетон хлористого водорода или соляной кислоты вызывает изменение спектра погло­щения ОН-групп воды (рис. 16).

В обертонной области с увеличением концентрации НС1 резко уменьшается интенсивность полосы поглоще­ния воды, связанной с растворителем, в то время как по­лоса поглощения жидкой воды почти не изменяется[3]. Одновременно увеличивается поглощение в области 6000— 6200 см-1 для обертонов и в области 3000—3200 см"1 для основных частот. Определить точное положение максиму­ма полос поглощения не удается, так как они очень раз­мыты и накладываются на соседние полосы поглощения.

Сравнение со спектром поглощения 11 N НС1 в воде (рис. 17) позволяет отнести эти возникающие полосы к

Состояние вбдЫ в тройных системах органический растворитель — вода — кислота [152]

Рис. 16. Изменение спектра погло­щения воды, растворенной в аце­тоне, при введении НС1. Общая концентрация воды для каждого из растворов сохранялась посто­янной (3,6об.%)

J'7

5Г й

Концентрация НС1, N: 1 — 0,0; 2-0,38; 3 — 1,50; 4 — 3,43; 5 — 4,52

Рис. 17. ИК-спектры поглощения воды в обертонной области в от­сутствие НС1 (1) и при 11 N НС1 (2)

7500 6500 5500 цслг

Основным частотам и обертонам валентных колебаний О — Н-групп гидратированного иона НзО+, что согласу­ется и с литературными данными [153, 154].

Размытость полосы поглощения гидроксония можно объяснить особенностью строения этого иона. Положи­тельный заряд elo мигрирует по всему объему гидрата, вызывая непрерывное изменение силовых постоянных ОН-связей и, следовательно, частот их колебаний. Поэто­му невозможно определить раздельно полосы поглощения, соответствующие ОН-связям Н3О+ и гидратной оболочки.

Интенсивность поглощения в области 3000—3200 см~х И 6000—6200 см~х определяется не только концентрацией НС1, но и концентрацией воды в растворе, причем при одной и той же концентрации НС1 поглощение увеличи­вается при возрастании общего содержания воды в рас­творе (рис. 18), что, по-видимому, можно объяснить уве­личением степени электролитической диссоциации НС1. Нелинейная зависимость изменения оптической плотности в области поглощения гидратированного иона Н3О+ при
увеличении концентрации НС1 в случае, если общее со­держание воды сохраняется постоянным (рис. 19), также свидетельствует в пользу высказанного предположения о влиянии степени диссоциации НС1.

Преимущественное уменьшение полос поглощения воды, связанной с растворителем, по сравнению с поло­сой поглощения жидкой воды объясняется меньшей прочностью водородной связи (С = 0)...(Н —О), чем свя­зи (О — Н) ..(О — Н) [155, 156]. Именно поэтому на по­строение гидратной оболочки иона НзО+ прежде идут мо­лекулы из ассоциатов вода — растворитель, а не из ассо - циатов вода — вода.

Состояние вбдЫ в тройных системах органический растворитель — вода — кислота [152]

0,04 0,03 ОМ

LI

Т 20 30 СЛш, о5.%

0,1 0,1 0,3 0,4 N НС1

Рис. 18. Изменение оптической плотности полосы поглощения гидра - тированного иона НзО+ при увеличении общего содержания воды в системе вода — ацетон — НС1 (оптическая плотность приведена к /= 1 мм)

Рис. 19. Изменение оптической плотности в области 6200 см~1 при увеличении концентрации НС1 в системе вода — ацетон — НС1 при Содержании воды 3,6% (J) и 5,0% (2)

'общ'

Заметное уменьшение интенсивности полос поглоще­ния жидкой воды наблюдается лишь при высоких кон­центрациях НС1 в растворе, когда ассоциаты вода — растворитель в основном разрушены. В присутствии кис­лоты наблюдается некоторое смещение и полосы погло­щения С = 0-группы. Можно предположить, что при этих условиях ионы гидроксония непосредственно присоеди­няются к полярным молекулам растворителя: R — С = = 0...(Н30+-/гН20)С1-. Такое предположение согласует­ся и с данными работы [157]. Аналогичные изменения в спектре наблюдаются и для других кетонов и сложных эфиров.

СОСТОЯНИЕ ВОДЫ В ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ

Изучение процессов высаливания

Как показано в § 3, присутствующие в системе ионы по - разному влияют на структуру воды. В результате упоря - дочивающе-разупорядочивающего действия ионов на структуру воды при введении неэлектролита должны …

Исследование механизма экстракции

Выяснение механизма экстракции сильных кислот — одна из наиболее интересных и наиболее сложных задач теории экстракции. К сожалению, ценное для своего вре­мени представление об оксониевом механизме экстракции таких соединений в …

Взаимодействие воды с гидроксильными группами при ее адсорбции на силанольиой поверхности

Изучение взаимодействия воды с органическими и неор­ганическими соединениями и расчет энергии такого взаи­модействия позволили с совершенно новой точки зрения рассмотреть механизм взаимодействия воды с силаноль - ными группами при ее …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.