ФИЛЬТРЫ ДЛЯ ВОДЫ — ОБМАН И ПРАВДА
«Бизнес – это игра, величайшая игра в мире – если вы знаете, как в неё играть», говорил Т.Дж. Уотсон. Можно вести бизнес честно, но многие продавцы товара идут на всё ради получения прибыли. Все рано или поздно сталкиваются с необходимостью покупки фильтров для очистки воды. Покупая эти фильтры, многие считают, что они полностью решат все проблемы. В этой статье мы разберем более подробно вопрос обеззараживания (удаление бактерий и вирусов) с помощью фильтров. Многие продавцы фильтров, а так же менеджеры по продажам в рекламе своей продукции заявляют о такой функциональной способности у фильтров, но это является заведомым обманом. Утверждения о том, что фильтр может производить очистку воды от всех загрязнений, слишком преувеличено. Для того, что бы понять, в чём заключается обман нужно рассмотреть принцип работы фильтра и его функциональные возможности.
Каким бы хорошим не был обычный фильтр, очищать от вирусов и бактерий
Механический метод очистки воды основан на пропускании воды сквозь различные картриджи с мембранами. Мембрана это своеобразная микроскопическая решётка, которая пропускает воду и задерживает на себе некоторые загрязнители. Ширина пропускной способности такой решётки не пропускает частицы размером от 0,1 до 1 мм, в микронах от 100 до 1000 мкм. Все загрязнения, которые меньше по размеру, чем ширина каналов мембраны проходят вместе с водой беспрепятственно. Вирусы и бактерии имеют размер в тысячу раз
Следующий вид фильтрации называется сорбционным. Фильтры такого типа пропускают воду через сорбент – впитывающий материал. Сорбенты впитывают в себя некоторые загрязнители и оставляют их в своём составе. Но сорбент, так же, имеет пропускные поры определённого размера, через которые процеживается вода. Ширина пор сорбента составляет около 10 микрометров. Так же как и в предыдущем методе фильтрации сравниваем размер поры сорбента и размеры вирусов и бактерий. Не смотря на то, что ширина пор сорбционных материалов намного меньше, чем у картриджных мембран (в 10 раз), всё равно она не равна размерам вирусов и бактерий.
Схема подсчёта проста: в одном микрометре находится тысяча нанометров. В случае с порами сорбентов показатель ширины пор составляет 10 микрометров, а размеры вирусов и бактерий равны 20-350 нанометров. Далее 10 мкм умножаем на 1000 , получаем 10 000 нанометров. В результате видим насколько беспрепятственно 350 нанометров (вирусы и бактерии) проходят сквозь канал в 10 000 нанометров (ширина поры сорбента). После подсчёта задаёмся вопросом, каким же образом такие фильтры могут обеззараживать воду от вирусов и бактерий, как утверждается в рекламе? Ответ на поверхности: говорящие в рекламе о возможностях механических и сорбционных фильтров обеззараживать воду, привносят в описание заведомый обман.
На рынке предложений фильтров для очистки воды присутствует такой вид, как серебряные фильтры. Давайте рассмотрим возможность обеззараживать воду с помощью этого вида фильтрации, как утверждают продавцы данной продукции. Дело в том, что в случае с серебряными фильтрами в рекламе допущена хитрость – говорится полуправда. Суть полуправды заключается в следующем. Во-первых, серебро способно убивать только бактерии, в случае с вирусами этот вариант не проходит. Во-вторых, необходимая для уничтожения бактерий степень концентрации серебра становится
Фильтрация воды с помощью метода обратного осмоса может удалить из воды вирусы и бактерии (за счет использования пор размеров меньше вируса, в которые проходить только молекула воды), но этот метод не является универсальным и имеет ряд особенностей, о которых должен знать покупатель при покупке. Важные аспекты обратноосмотического метода фильтрации были нами рассмотрены ранее в
После развеивания рекламных мифов о супер- возможностях некоторых фильтров, таких как обеззараживание воды, можно дать дельный совет покупателям. Если продавец делает заявление о том, что фильтр способен обеззараживать воду от бактерий и вирусов, тогда он так же должен предъявить подтверждающее этот факт экспертное заключение. Данное заключение дается на основании проводимых исследований. Исследований должно быть два: в отношении вирусов и в отношении бактерий. Вирусы и бактерии имеют различные структуры и свойства, являются совершенно разными видами микроорганизмов. Уверяем вас, что результатов подобных исследований у рекламных заявителей нет. Подобные исследования не проводятся по причинам их абсурдности, которые мы вам изложили выше.
Возникает закономерный вопрос: чем же можно очистить воду от бактерий и вирусов? Среди существующих методов очистки воды присутствуют ещё озонирование (обработка ультрафиолетом) и электролиз. Каждый из этих методов в отдельности не даёт стопроцентной гарантии обеззараживания, имея свои минусы. Но при совместном действии УФ-фильтра и метода электролиза возникает эффект водного озона, который повышает степень очистки воды от вирусов и бактерий. При соблюдении точной дозировки баланса озона в воде, создаётся стопроцентный эффект обеззараживания. Поэтому важно запомнить, что только
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
Администрация АКВАЯВЬ ®
Инновационные системы водоочистки
Любое копирование с сайта допускается только с разрешения администрации сайта и ссылкой на данный источник.
| ЗАДАЧНИК ОНЛ@ЙН Молекула (новолат. molecula, уменьшительное от лат. moles — масса) — это частица, образованная двумя или большим количеством атомов, характеризующаяся определённым количеством входящих в неё атомных ядер и электронов, а также определённой структурой. Молекулы вещества имеет постоянный состав, то есть одинаковое количество атомов, объединённых главными взаимодействиями — химическими связями, при этом химическая индивидуальность молекулы определяется именно совокупностью и конфигурацией химических связей. в Вакуум в физике — это такое состояние
газа, когда его давление меньше атмосферного. Давление от атмосферного до наименьшего
достижимого условно делиться на четыре областию эти области вакуума характеризируется
отношением средней длины свободного пробега l молекул газа к линейным размерам
d сосуда, в котором находиться газ. | Размеры молекул. Расстояние между атомами в молекулах. Масса молекул. Средняя скорость движения молекул газа. Длина свободного пробега молекул газа. Среднее число столкновений молекул.Размеры молекул
Расстояние между атомами в молекулах
Примечание. Расстояние между атомами в молекуле имеет строго определенное значение. Оно определяется рановесным расстоянием, на котором испытываемые каждым атомом силы приложения уравновешиваются силами оталлкивания. Масса молекул некоторых элементов и соединений
Средняя скорость движения молекул газа
Зависимость средней скорости движения молекул газа от температурыРаспределение молекул по скоростям движения
В таблице приведены интервалы скоростей молекул и соответстующее им относительное число молекул в процентах, имеющих скорость в данном интервале. Данные относятся к молекулам газообразного кислорода, находящегося при нормальных условиях (t=0 oC, p=101 325 Па =760 мм рт.ст.). Длина свободного пробега молекул газапри различном давлении (t=20 oC)
Длина свободного пробега молекул различных газовпри нормальных условиях (t=0 oC, p=101 325 Па)
Длина свободного пробега молекул газа на различной высоте над землей
В таблицах приведены средняя длина свободного пробега молекул газов. Среднее число столкновений молекул
Число молекул в единице объемаЧисло молекул в 1 см3 при различных давлениях (t=20 oC)
| ||||||
Микрофильтрация воды — Всё самое интересное!
В разделе: Вода | и в подразделах: очистка воды. | Автор-компилятор статьи: Лев Александрович Дебаркадер
Ранее, в статье «Мембранные системы очистки воды» раздела Вода и подраздела Фильтры, в которой в общих чертах рассмотрели современные способы фильтрации, основанные на принципе сита. И намекнули, что мембранные очистители очищают воду с различным качеством, которое зависит от размера «ячеек», которые называются поры, в этих мембранах-ситах. Соответственно, микрофильтрация воды — это первая технология из мембранных систем очистки воды, которую мы рассмотрим.
Микрофильтрация воды — очистка воды на уровне крупных молекул (макромолекул), таких как частицы асбеста, краска, угольная пыль, цисты простейших, бактерии, ржавчина. Тогда как макрофильтрация (механическая очистка воды) затрагивает песок, крупные частицы ила, крупные частицы ржавчины и т.д.
Можно ориентировочно сказать, что размеры частиц, которые отсеивает макрофильтрация — это частицы крупнее 1 микрометра (если используется специальный одномикронный картридж). Тогда как размер частиц, которые удаляет микрофильтрация — это частицы от 1 микрона до 0,1 микрона.
Вы можете задать интересный вопрос: «Но если удаляются частицы до 0,1 микрона, то разве частицы размером в 100 микрон не смогут быть задержаны с помощью микрофильтрации? Зачем писать «от 1 микрона до 0,1 микрона» — это же противоречие?»
На самом деле особого противоречия нет. Действительно, микрофильтрация воды удалит как бактерий, так и огромные куски песка. Но цель микрофильтрации — это не удаление крупных кусков песка. Цель микрофильтрации — очистка воды как «удалить частицы в указанном диапазоне размеров». Тогда как большие частицы просто забьют очиститель и приведут к дополнительным затратам.
Итак, переходим к характеристике микрофильтрации воды.
Поскольку при микрофильтрации удаляются частицы размерами 0,1-1 микрон, то можно сказать, что микрофильтрация — это мембранная технология очистки воды, которая происходит на мембранах-ситах с диаметром ячеек-пор 0,1-1 микрон. То есть, на таких мембранах удаляются все вещества, которые больше 0,5-1 мкм:
- мелкий песок,
- крупная глина,
- водоросли,
- разнообразные паразиты,
- одноклеточные,
- бактерии.
То, насколько полно они удаляются, зависит от диаметра пор и действительного размера, скажем, бактерий. Так, если бактерия длинная, но тонкая, то она с лёгкостью пролезет через поры микрофильтрационной мембраны. А более толстая сферическая бактерия останется на поверхности «сита».
Чаще всего микрофильтрация применяется в пищевой промышленности (для обезжиривания молока, концентрирования соков) и в медицине (для первичной подготовки лекарственного сырья). Также микрофильтрация используется в промышленной очистке питьевой воды — преимущественно в западных странах (например, в Париже). Хотя ходят слухи, что одна из водоочистных станций в Москве также использует технологию микрофильтрации. Возможно, это правда 🙂
Но также существуют и бытовые фильтры на основе микрофильтрации.
Наиболее распространённый пример — трековые микрофильтрационные мембраны. Трековые от слова «трек», то есть след, и это название связано с тем, как мембраны данного типа изготавливаются. Процедура очень проста:
- Полимерная плёнка бомбардируется частицами, которые за счёт своей собственной большой энергии прожигают в плёнке следы — углубления примерно одинакового размера, поскольку частицы, которыми бомбардируется поверхность, имеют одинаковый размер.
- Затем эта полимерная плёнка протравливается в растворе, например, кислоты, чтобы следы от ударов частиц стали сквозными.
- Ну а потом простая процедура сушки и фиксации полимерной плёнки на подложке — и всё, трековая микрофильтрационная мембрана готова!
В результате эти мембраны отличаются фиксированным диаметром пор и незначительной пористостью по сравнению с другими мембранными системами очистки воды. И вывод: на данных мембранах будут удаляться частицы только под определённый размер.
Также существует более навороченый вариант микрофильтрационных бытовых мембран — микрофильтрационные мембраны с напылением из активированного угля. То есть, в перечисленные выше шаги входит ещё один шаг — нанесение тонкого слоя из активированного угля. На этих мембранах удаляются не только бактерии и механические примеси, но и
- запах,
- органические вещества,
- хлор
- и т.д.
Нужно учитывать, что для микрофильтрационных мембран есть опасность. Так, бактерии, которые не прошли через мембрану, начинают жить на этой мембране и выдавать продукты своей жизнедеятельности в очищенную воду. То есть, возникает вторичное отравление воды. Для того, чтобы избежать этого, необходимо следовать инструкциям производителя по регулярной дезинфекции мембран.
Вторая опасность — это то, что бактерии начнут самостоятельно есть эти мембраны. И сделают в них огромные дырки, которые будут пропускать те вещества, которые мембрана должна задерживать. Чтобы этого не происходило, следует приобретать фильтры на основе устойчивого к бактериям вещества (например, керамические микрофильтрационные мембраны) или же быть готовым к частым заменам микрофильтрационных мембран.
Частая замена микрофильтрационных мембран подстёгивается так же тем, что они не оборудованы механизмом промывок. И поры мембраны попросту забиваются грязью. Мембраны выходят из строя.
В принципе, про микрофильтрацию всё. Микрофильтрация — достаточно качественный способ очистки воды. Однако,
Действительное назначение микрофильтрации — не подготовка воды для питья (в связи с опасностью бактериального загрязнения), а предварительная подготовка воды перед следующими стадиями.
Этап микрофильтрации снимает с последующих стадий водоочистки большую часть нагрузки.
По материалам Как выбрать фильтр для воды: http://voda.blox.ua/2008/07/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-22.html
Диаметр — молекула — вода
Диаметр — молекула — вода
Cтраница 1
Диаметр молекулы воды равен примерно 0 0000000 Зсм. [1]
Диаметр молекулы воды, вычисленный с помощью числа Аво-гадро, равен трем ангстремам. Подобная определенность объективно присуща молекуле любого вещества. Значит, структура выступает как пространственное расположение частиц в молекуле. [2]
Диаметр молекулы воды составляет 0 29нм ( 2 9 А), что сопоставимо с размерами пор и дефектов большинства неметаллических материалов. Это обусловливает ее достаточно высокую проникающую способность, особенно в пористые силикатные материалы и композиты. [3]
Диаметр молекулы воды равен всего 2 5 10 — 10 м, и водяной пар проходит сквозь мельчайшие поры. Плотные, непористые материалы не пропускают водяные пары и негигроскопичны. К ним относятся ситаллы, малощелочное стекло, вакуумно-плотная керамика, эпоксидные пластмассы и неполярные полимеры. [4]
Если диаметр молекулы воды равен 0 276 нм, то диаметр ионной атмосферы, определяющий эффективный размер ионов в растворе 0 6 % — ного NaCl, составляет примерно 1 нм. Увеличение концентрации раствора электролита вызывает рост толщины ионной атмосферы. [6]
Поперечник их в местах расширения превышает диаметр молекул воды. Плавление льда сопровождается разрывом связей между некоторыми молекулами и провалом их в каналы структуры льда. Повышение температуры сопровождается дальнейшим разрушением структуры. [7]
Если предположить, что диаметр иона гидроксония равен диаметру молекулы воды, то расстояние между двумя ионами нептуния получится равным 10 3 А при использовании для радиуса ионов нептуния и диаметра молекулы воды величин, приведенных в работе Коена, Сулливана, Амиса и Хиндмана. [8]
На поверхности последних образуется тонкая пленка толщиной в два-три диаметра молекул воды. При своем возникновении выделяет теплоту смачивания. [9]
При толщине слоя адсорбированной влаги, равной 10 — 30 диаметрам молекул воды, по Б. В. Дерягину, образуется сольватный слой практически без выделения тепла. Этот слой, как указывает Ф. Е. Колясев, также имеет аномальные физико-химические свойства по сравнению с жидкостью в объеме. [10]
Это объясняется тем, что материалы обладают пористой структурой и размеры пор превышают диаметр молекул воды. Кроме того, вдоль выводов элементов на границе соприкосновения материалов с различными коэффициентами линейного расширения образуются капилляры. [11]
Физически связанная вода удерживается на поверхности минеральных частиц силами молекулярного сцепления и имеет форму тончайших пленок толщиной до нескольких сотен диаметров молекулы воды. [12]
Толшина пленки воды на поверхности колеблется в пределах 0 5 — 3 0 — Ю 6 см. Если учесть, что диаметр молекулы воды равняется ЗА, то, следовательно, на поверхности в среднем образуется слой воды, равный 100 молекулам. Для создания водоотталкивающего слоя на поверхности керамики необходимо образовавшийся слой воды выдержать при относительной влажности 60 — 90 % в течении 4 час. [13]
Связанные воды удерживаются на поверхности минеральных частиц породы силами молекулярного сцепления, образуя слой, толщина которого может достигать нескольких сот диаметров молекулы воды. Внешняя, большая, часть этого слоя представлена рыхло связанной ( лиосорбиро-ванной) водой. [15]
Страницы: 1 2 3 4
Классификация мембран для очистки воды
Одним из способов очистки воды являются фильтры мембранного типа
Типы мембран:
- мембрана обратного осмоса
- мембрана нанофильтрации
- мембрана ультрафильтрации
- мембрана микрофильтрации
Отличие состоит в размерах пор мембраны и, соответственно, в размере частиц, которые они способны удержать.
1мкм(микрометр)=0,001мм(миллиметр)
Классификация мембран для очистки воды:
Макрофильтрация (механическая очистка воды).
Размер пор от 1 до 100 мкм.
Виды загрязнений: механические взвеси, окисленные загрязнения.
Микрофильтрация.
Размер пор от 0,1 до 1 мкм.
Виды загрязнений: бактерии, коллоиды, взвеси.
Микрофильтрация — механическое фильтрование тонкодисперсных и коллоидных примесей размером, как правило, выше 0,1 мкм. Обычно элементы микрофильтрации устанавливаются в качестве подстраховки на последних ступенях очистки в комплексах водоподготовки. Микрофильтрация применяется в медицине,пищевой промышленности на предприятиях производящих алкогольные и безалкогольные напитки, вино, пиво, растительное масло, другие продукты, для очистки воды в системах водоподготовки, для фильтрования полуфабрикатов, ингредиентов, различных технологических сред, готового продукта перед розливом, для очистки воздуха и газов и т.д.
Ультрафильтрация.
Размер пор от 0,002 до 0,1 мкм.
Виды загрязнений: коллоиды, бактерии, вирусы, молекулы больших соединений.
Ультрафильтрационные мембраны позволяют задерживать тонкодисперсные и коллоидные примеси, макромолекулы (молекула с высокой молекулярной массой), водоросли, одноклеточные микроорганизмы, цисты, бактерии, вирусы и т.д.
Нанофильтрация.
Размер пор от 0,001-0,002 мкм.
Виды загрязнений: многозарядные ионы, молекулы, вирусы
Нанофильтрация применяется для получения особо чистой воды, очищенной от бактерий, вирусов, микроорганизмов, коллоидных частиц органических соединений (в том числе пестицидов), молекул солей тяжелых металлов, нитратов, нитритов и других вредных примесей. Большим плюсом при очистке воды в домашних условиях является сохранение жизненно необходимых для здоровья человека солей и микроэлементов.
Обратный осмос.
Размер пор < 0,0001 мкм.
Виды загрязнений: ионы
Обратный осмос применяется для произвостдва сверх чистой воды, размеры пор в обратноосмостических мембранах сопоставимы с размером молекулы воды. Таким образом происходит очистка воды от всех растворимых и нерастворимых примесей. Вода полученная очисткой методом обратного осмоса применяется в медицине для приготовления дистилята, в химической металлизации для приготовления реагентов.
При переходе от микрофильтрации к обратному осмосу размер пор мембраны уменьшается и, следовательно, уменьшается минимальный размер задерживаемых частиц. При этом, чем меньше размер пор мембраны, тем большее сопротивление она оказывает потоку и тем большее давление требуется для процесса фильтрации.
Для очистки воды обратным осмосом требуется давление от 3-х атмосфер.
На сегодняшний день мембранные технологии одни из самых надежных, эффективных и экономичных методов очистки воды. Фильтры для воды и системы, использующие для очистки воды обратный осмос, и нанофильтрацию устроены достаточно просто: основной элемент – это мембрана. Остальные элементы обеспечивают благоприятные условия работы таких систем.
Вода, прошедшая очистку методом обратного осмоса или нанофильтрации по своим свойствам очень близка к талой воде древних ледников, которая признается наиболее экологически чистой и полезной для человека, именно такими, когда то были воды Байкала.
Есть три основных фактора влияющих на качество и количество производимой очищенной воды:
1 — Давление. Чем больше давление, тем больше количество и выше качество очистки воды.
2 — Температура. Для идеальной очистки вода должна быть определенной температуры. Рекомендуемая температура воды 24°. Понижение температуры воды до 5° уменьшит производительность вдвое.
3 — Загрязненность исходной воды. Чем выше загрязненность исходной воды, тем меньше производительность мембраны. Высокое загрязнение воды может компенсироваться увеличением давления.
Размер молекулы воды в миллиметрах. Kvant. Размеры молекул
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Основная общеобразовательная школа №10»
Определение диаметра молекул
Лабораторная работа
Исполнитель: Масаев Евгений
7 класс «А»
Руководитель: Резник А. В.
Гурьевский район
Введение
В этом учебном году я начал изучать физику. Я узнал, что тела, которые нас окружают, состоят из мельчайших частиц – молекул. Меня заинтересовало, каковы размеры молекул. Из-за очень малых размеров молекулы нельзя увидеть невооруженным глазом или с помощью обыкновенного микроскопа. Я прочитал, что молекулы можно увидеть только с помощью электронного микроскопа. Ученые доказали, что молекулы разных веществ отличаются друг от друга, а молекулы одного и того же вещества одинаковы. Мне захотелось на практике измерить диаметр молекулы. Но к сожалению, в школьной программе не предусматривает изучение проблем такого рода, а рассмотреть её одному оказалось нелёгкой задачей и пришлось изучать литературу о методах определения диаметра молекул.
Глава I . Молекулы
1.1 Из теории вопроса
Молекула в современном понимании – это наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами. Молекула способна к самостоятельному существованию. Она может состоять как из одинаковых атомов, например кислород О 2 , озон О 3 , азот N 2 , фосфор P 4 , сера S 6 и т. д., так и из различных атомов: сюда относятся молекулы всех сложных веществ. Простейшие молекулы состоят из одного атома: это молекулы инертных газов – гелия, неона, аргона, криптона, ксенона, радона. В так называемых высокомолекулярных соединениях и полимерах каждая молекула может состоять из сотен тысяч атомов.
Экспериментальное доказательство существования молекул первым наиболее убедительно дал французский физик Ж. Перрен в 1906 г. при изучении броуновского движения. Оно, как показал Перрен, является результатом теплового движения молекул – и ничем иным.
Сущность молекулы можно описать и с другой точки зрения: молекула – устойчивая система, состоящая из ядер атомов (одинаковых или различных) и окружающих электронов, причем химические свойства молекулы определяются электронами внешних оболочек в атомах. Атомы объединяются в молекулы в большинстве случаев химическими связями. Обычно такая связь создается одной, двумя или тремя парами электронов, которыми владеют сообща два атома.
Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенной последовательности и определённым образом распределены в пространстве. Связи между атомами имеют различную прочность; она оценивается величиной энергии, которую необходимо затратить для разрыва межатомных связей.
Молекулы характеризуются определёнными размером и формой. Различными способами было определено, что в 1 см 3 любого газа при нормальных условиях содержится около 2,7×10 19 молекул.
Чтобы понять, насколько велико это число, можно представить, что молекула – это «кирпич». Тогда если взять количество кирпичей, равное числу молекул в 1 см 3 газа при нормальных условиях, и плотно уложить ими поверхность суши всего земного шара, то они покрыли бы поверхность слоем высотой 120 м, что почти в 4 раза превосходит высоту 10-этажного дома. Огромное число молекул в единице объёма указывает на очень малые размеры самих молекул. Например, масса молекулы воды m=29,9 x 10 -27 кг. Соответственно малы и размеры молекул. Диаметром молекулы принято считать минимальное расстояние, на которое им позволяет сблизиться силы отталкивания. Однако понятие размера молекулы является условным, так как на молекулярных расстояниях представления классической физики не всегда оправданы. Средний размер молекул порядка 10-10 м.
Молекула как система, состоящая из взаимодействующих электронов и ядер, может находиться в различных состояниях и переходить из одного состояния в другое вынужденно (под влиянием внешних воздействий) или самопроизвольно. Для всех молекул данного вида характерна некоторая совокупность состояний, которая может служить для идентификации молекул. Как самостоятельное образование молекула обладает в каждом состоянии определенным набором физических свойств, эти свойства в той или иной степени сохраняются при переходе от молекул к состоящему из них веществу и определяют свойства этого вещества. При химических превращениях молекулы одного вещества обмениваются атомами с молекулами другого вещества, распадаются на молекулы с меньшим числом атомов, а также вступают в химические реакции других типов. Поэтому химия изучает вещества и их превращения в неразрывной связи со строением и состоянием молекул.
Обычно молекулой называют электрически нейтральную частицу. В веществе положительные ионы всегда сосуществуют вместе с отрицательными.
По числу входящих в молекулу атомных ядер различают молекулы двухатомные, трехатомные и т.д. Если число атомов в молекуле превосходит сотни и тысячи, молекула называется макромолекулой. Сумма масс всех атомов, входящих в состав молекулы, рассматривается как молекулярная масса. По величине молекулярной массы все вещества условно делят на низко- и высокомолекулярные.
1.2 Методы измерения диаметра молекул
В молекулярной физике главные «действующие лица» — это молекулы, невообразимо маленькие частицы, из которых состоят все на свете вещества. Ясно, что для изучения многих явлений важно знать, каковы они, молекулы. В частности, каковы их размеры.
Когда говорят о молекулах, их обычно считают маленькими упругими твердыми шариками. Следовательно, знать размер молекул, значит знать их радиус.
Несмотря на малость молекулярных размеров, физики сумели разработать множество способов их определения. В «Физике 7» рассказывается о двух из них. В одном используется свойство некоторых (очень немногих) жидкостей растекатьс
Диаметр — молекула — вода
Диаметр — молекула — вода
Cтраница 2
Как видно из таблицы, отношение R — г, т, е, расстояния между двумя сферами гидратного комплекса к диаметру молекулы воды 2га, во многих случаях равно единице, или R — r — 2ra; иными словами, в таких комплексах молекулы воды окружают центральный ион, будучи расположены вокруг оболочкой, толщиной в молекулу, в один слой. [17]
Толщина пленки воды на поверхности колеблется в пределах 0 5 — 3 0 — 10 — 6 см. Если учесть, что диаметр молекулы воды равняется ЗА, то, следовательно, на поверхности в среднем образуется слой воды, равный 100 молекулам. Для создания водоотталкивающего слоя на поверхности керамики необходимо образовавшийся слой воды выдержать при относительной влажности 60 — 90 % в течении 4 час. [18]
Кроме того, для экстраполяции к гг оо не может быть использована обратная функция только гг из-за влияния члена, определяемого радиусом или диаметром молекулы воды. Более полный расчет энтальпии гидратации, подобный предложенному Букингемом [81], в котором учтены члены, связанные с ион-дипольными, диполь-дипольными и ди-поль-квадрупольными взаимодействиями, и влияние индуцированных дипольных моментов, приводит к еще более сложному показателю степени функции обратной величины ионного радиуса. Холливел и Найбург провели также несколько более изящный расчет, основанный на учете возможности координационных чисел 6 или 4 в основной гидратной оболочке и моделях твердой сферы и мягкой сферы для контакта ион — растворитель. [19]
Влагопоглощение таких гетерогенных систем, как стеклопластики, можно рассматривать как две стороны одного процесса — проникновение подвижной среды с малым диаметром молекул ( диаметр молекул воды равен 2 7 А) внутрь органического материала вследствие существования в нем молекулярных дырок, а также микропор на поверхности раздела волокно — смола и других дефектов структуры. Если микроскопические и субмикроскопические поры, трещины и капилляры в основном зависят от технологических причин и носят случайный характер, то межмолекулярные дырки всегда присущи органическим материалам. Поэтому для полимеров с большим диаметром молекулярных образований проницаемость для водяных паров является по существу неизбежной. У полимеров с кристаллической структурой, у кристаллических предельных углеводородов и жестких малополярных полимеров количество поглощаемой влаги будет ничтожно. [20]
Для многоатомных ионов ( например, для МпО) ионный радиус полагается равным кристаллографическому радиусу, а для одноатомных ионов к кристаллографическому радиусу добавляется диаметр молекулы воды. [21]
Толщина пленки связанной воды при максимальной молекулярной влагоемкости составляет не менее 0 005 — 0 01 мкм, что соответствует примерно 20 — 40 диаметрам молекул воды. [22]
Гельмгольцем в 1853 г. Он полагал, что двойной электрический слой состоит из двух слоев зарядов противоположного знака, находящихся друг от друга на расстоянии порядка диаметра молекулы воды: слоя зарядов на металле и слоя притянутых к нему ионов. Одновременно предполагалось, что заряды в обоих этих слоях равномерно размазаны вдоль поверхности, так что можно провести полную аналогию между двойным слоем и обычным плоским конденсатором. [23]
Если предположить, что диаметр иона гидроксония равен диаметру молекулы воды, то расстояние между двумя ионами нептуния получится равным 10 3 А при использовании для радиуса ионов нептуния и диаметра молекулы воды величин, приведенных в работе Коена, Сулливана, Амиса и Хиндмана. [24]
Первая простейшая модель двойного электрического слоя была предложена Гельмгольцем в 1853 г. Согласно Гельмголь-цу, двойной слой на границе металлический электрод — раствор представляет собой два слоя зарядов, расположенных на расстоянии порядка диаметра молекулы воды. Один слой зарядов находится на металле, другой — в растворе и состоит из притянутых к электроду противоположно заряженных ионов. Следует сразу оговорить, что предположение о размазанном заряде справедливо только для металлической обкладки. Для ионной обкладки оно выполняется тем лучше, чем более концентрированным является раствор и чем больше плотность зарядов на обкладках. [25]
Таким образом, теория Борна является хорошим первым приближением, конечно, если не считать, что в качестве эффективных радиусов ионов принимаются величины, которые, как указали Или и Эванс [55], превышают радиусы в кристалле на половину диаметра молекул воды или атома кислорода. Улучшение простой электростатической теории может заключаться в рассмотрении кварцеподобной [56] структуры воды вместо однородного диэлектрика. При этом необходимо ввести дополнительные энергетические члены, учитывающие взаимодействие иона с диполями растворителя, и межмолекулярное отталкивание, возрастающее при изменении ориентации диполей растворителя вблизи иона. [26]
В работах 82, 83 ] было показано, что основной вклад в свободную энергию системы полипептид — растворитель вносят взаимодействия с ближайшими молекулами растворителя. Грубо говоря, если d — диаметр молекулы воды, то при расстояниях между рассматриваемой парой атомов rd / o ( / о — сумма их ван-дер-ваальсовых радиусов) молекулы воды вытесняются и вклад в свободную энергию становится равным нулю. С другой стороны, если мы будем сближать один атом с другим, то он вытеснит определенное количество молекул растворителя, пропорциональное объему этого атома U, но если расстояние станет меньше d r0, то количество вытесняемого растворителя практически не увеличится. Такого рода рассуждения привели Гибсона и Шерага [18] к поиску аналитических выражений для энергии гидратации. [27]
Исходя из предположения, что частички твердой фазы покрываются мономолекулярным слоем воды, определяют количество адсорб-ционно связанной воды. Толщина мономолекулярного слоя должна быть равна диаметру молекулы воды ( h 2 76 10 — 8 см), так как каждый атом кислорода окружен тетраэдрически четырьмя другими атомами кислорода на расстоянии 2 76 А. [28]
У металлов с диаметром атомов 2 76 А водородное перенапряжение оказывается наименьшим, а кислородное перенапряжение — наибольшим. Величина 2 76 А совпадает с диаметром молекулы воды. Плотнейшее заполнение поверхности электрода диполями воды повышает градиент потенциала в приэлектродном слое. [29]
Наиболее прочно с твердой фазой почвы связан молекулярный слой воды. Толщина слоя полимолекулярной адсорбции может достигать нескольких сотен диаметров молекул воды. По мере удаления от твердой фазы связь воды становится менее прочной. Первые ряды молекул образуют прочно связанную или гигроскопическую воду. Чем дисперснее почва, тем больше будет сорбирована вода. Гигроскопическая вода достигает плотности 1 4 г / см3, не содержит растворенных веществ, не способна проводить электрический ток и передвигаться в почве. Количество воды, которое почва или грунт могут удержать при данной температуре и влажности воздуха, определяет гигроскопическую влажность почвы. [30]
Страницы: 1 2 3 4
