Монография посвящена основным проблемам современной теории растворов — ионной сольватации, термодинамике и строению растворов электролитов и неэлектролитов в жидкостях. Рассматриваются химические аспекты ионной сольватации, структурные особенности растворов неэлектролитов, сольвофобные и изотопные эффекты в растворах, термодинамические характеристики сольватации индивидуальных ионов, сольватационные эффекты при низких температурах, особенности растворов жидкокристаллических веществ.
Книга предназначена для сотрудников научно-исследовательских институтов и заводских лабораторий, аспирантов, преподавателей и студентов старших курсов химических вузов.
Табл.42. Ил. Н9.Библиогр.590назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА
Жидкие растворы относятся к числу наиболее сложных химических (взаимодействующих) систем. Их сложность обусловлена высокой лабильностью, подвижностью структуры растворов. Эти структуры многообразны и подвержены легкому изменению под влиянием таких факторов, как температура, давление, концентрация и природа растворенных веществ, варьирование структуры молекул самих растворителей. Хорошо известно, что традиционный растворитель — вода, построенный из относительно простых молекул, обладает необычайно сложной структурой, отдедьные элементы которой до настоящего времени остаются неизученными и неясными, несмотря на громадное число работ, посвященных воде и водным растворам.
Понимание структуры жидких растворителей и растворов становится еще более затруднительным по мере того, как усложняются молекулы, появляется их полифункциональность, растет число возможных конформаций. Многообразие структур жидких растворов непосредственно отражается в сложности химических реакций и физико химических процессов, имеющих место в растворах, и требует применения всего арсенала методов исследования. В области химии растворов, как в никакой другой области химии, необходимо проведение обширных систематических исследований в широком структурном плане, т.е. с полной вариацией растворителей, растворенных в них электролитов и неэлектролитов. Такие исследования, проводимые в нескольких научных центрах страны, развернулись в Институте химии неводных растворов АН СССР под руководством члена-корреспондента АН СССР Г.А. Крестова.
Предлагаемая вниманию читателей монография включает главы, написанные крупными специалистами в области растворов. В книге освещены общие вопросы современного состояния учения о растворах и обсуждены важные проблемы химии неводных растворов, касающиеся рациональной классификации растворителей, специфики состояния вещества в жидкой фазе, особенностей взаимодействий в растворах электролитов и неэлектролитов, структуры жидких растворителей и растворов, различных теоретических подходов к описанию структуры и свойств растворов, взаимоотношения сольватации и комплексообразования в растворах электролитов и ряда других.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие редактора
Г л а в а I
Общая характеристика растворов. Г.А. Крестов .................... 5
Введение ............................................ 5
1. Общие представления о жидких растворах ................... g
1.1. Неводные растворители .......................... .... 7
1.2. Растворы электролитов и неэлектролитов .................. 9
2. Химическая структура растворителей и растворов ................ 15
2.1. Жидкое состояние вещества ........................... 15
2.2. Структура жидкостей ............................... 16
2.3. Строение и структура растворов ........................ 19
3. Роль растворителя в химических реакциях ..................... 22
3.1. Вопросы сольватации атомно-молекулярных частиц ............ 22
3.2. Термодинамические методы изучения роли растворителя ......... 24
3.3. Влияние природы растворителя на химические реакции в растворах ........................................... 28
Литература ........................................... 32
Г л а в а II
Структурные особенности жидких систем. В. И. Виноградов, ГЛ. Крестов ... 34
Введение ............................................ 34
1. Растворимость газов в водных растворах неэлектролитов ............ 35
1.1. Водные растворы одноатомных спиртов .............. ..... • 35
1.2. Водные растворы ацетона, ацетамида, мочевины ............... 39
1.3. Водные растворы многоатомных спиртов ................... 42
2. Растворимость аргона в бинарных неводных смесях неэлектролитов ..... 44
2.1. Бинарные смеси одноатомных спиртов .................... 44
2.2. Бинарные системы одноатомный спирт-ацетон, одноатомный спирт-ацетамид, метанол -мочевина .......................... 45
2.3. Бинарные смеси одно- и многоатомных спиртов ............... 51
3. Растворимость аргона в водных растворах электролитов ............ 56
4. Растворимость аргона в растворах галогенидов тетраалкиламмония в этиленгликоле ....................................... 60
Литература ..................................... ...... 62
Г л а в а III
ЛЗ
Сольвофобные эффекты . Ю.М. Кесслер ......... .............. ^,
Введение ....................... '. .................. ^
1. Теоретическое исследование сольвофобных эффектов ........... • • ' -,
2. Машинный эксперимент ................................. ,,.
3. Анализ экспериментальных данных ....................... ' ^
4. Экспериментальные критерии сольвофобных эффектов ............. „j
Литература ...........................................
260
Изотопные эффекты в растворах. В.К.Абросимов.................. 97
Введение............................................ 97
1. Общие вопросы термодинамики изотопных эффектов.............. 97
1.1. Понятие об изотопных эффектах........................ 97
1.2. Выбор рациональной шкалы концентраций.................. 98
1.3. Термодинамические характеристики изотопных эффектов........ 107
2. Изотопные эффекты растворения неполярных газов............... 108
2.1. Основные закономерности и механизм растворения............ 109
2.2. Термодинамическая характеристика изотопных эффектов растворения......................................... 116
2.3. Изотопные эффекты в растворах электролитов............... 131
3. Изотопные эффекты гидратации............................ 136
3.1. Проявление структуры воды в эффектах гидратации............ 136
3.2. Термодинамическая характеристика изотопных эффектов гидратации ......................................... 138
3.3. Изотопные эффекты структурных изменений воды............. 148
Литература........................................... 153
Глава V
Сольватационные эффекты в неводных растворителях при пониженных температурах. AM. Колкер, ГЛ. Крестов........................... 156
Введение............................................ 156
1. Определение стандартных термодинамических характеристик растворения .............................................. 157
2. Термохимия растворения 1 -1 электролитов.................... 163
3. Температурная зависимость термодинамических характеристик ионной сольватации........................................ 170
4. Влияние температуры на активности компонентов в бинарных растворах электролитов ....................................... 175
5. Интерпретация осмотических коэффициентов и решение уравнения Гиб-бса-Дюгема........................................ 180
6. Ионная ассоциация.................................... 186
7. Влияние примесных добавок воды на термодинамические характеристики неводных растворов................................... 187
Литература........................................... 189
Глава VI Проблемы определения термодинамических характеристик сольватации
индивидуальных ионов в растворах. А.И. Мишустин................. 191
Введение............................................ 191
1. Основные определения................................. 192
2. Традиционные методы определения стандартных термодинамических функций сольватации и переноса индивидуальных ионов в растворах .... 194
2.1. Теоретические подходы к расчету термодинамических функций сольватации индивидуальных ионов......................... 195
2.2. Экспериментальные методы определения стандартных энергий Гиббса сольватации индивидуальных ионов...................... 196
2.3. Экспериментальные методы определения стандартных энергий Гиббса переноса электролитов между растворителями............... 197
2.4. Методы разделения стандартной энергии Гиббса переноса электролита между растворителями на ионные составляющие.............. 198
2.5. Методы определения стандартных энергий Гиббса переноса индивидуальных ионов между растворителями по константам равновесия комплексообразования..............................202
2.6. Традиционные методы определения стандартных энтальпий сольватации индивидуальных ионов............................205
2.7. Стандартные энтропии сольватации индивидуальных ионов........206
3. Стандартные энергии Гиббса переноса катионов лития между растворителями по данным квадрупольной релаксации ядер 7 Li................207
261
3.1. Механизм спин-решеточной релаксации ядер ' Li в растворах....... 207
3.2. Вывод основного уравнения зависимости времени спин-решеточной релаксации от состава смешанного растворителя.............. 209
3.3. Анализ предпосылок, используемых при выводе основного уравнения зависимости времени спин-решеточной релаксации от состава смешанного растворителя................................. 212
3.4. Стандартные химические потенциалы катионов лития, полученные методом квадрупольной релаксации ядер ионов .............. 213
Литература........................................... 216
Глава VII
Образование, свойства и строение жидкокристаллических растворов немезоморфных веществ. А .И. Пирогов............................. 218
Введение............................................ 218
1. Мезоморфизм в системах с немезоморфными компонентами ......... 219
1.1. Классификация жидкокристаллических систем............... 219
1.2, Системы мезоген-немезоген........................... 221
2. Свойства жидкокристаллических растворов.................... 233
2.1. Термодинамика мезоморфных растворов.................. 233
2.2. Вязкость....................................... 239
2.3. Электрические свойства . . ............................ 241
2.4. Оптические свойства................................ 242
3. Строение и межмолекулярное взаимодействие .................. 245
3.1. Параметр порядка................................. 246
3.2. Строение жидкокристаллических растворов ................. 248
3.3. Особенности межмолекулярного взаимодействия ............. 251
Список формул ....................................... 252
Литература........................................... 255
Цена: 150руб.
