Гидратированный ион - металл
Cтраница 1
 |
Возникновение двойного электрического слоя. [1] |
Гидратированные ионы металла, испытывающие электростатическое притяжение отрицательно заряженного металла, концентрируются у его поверхности. [2]
 |
Схема строения двойного электрического слоя ( ионы в наружной обкладке этого слоя расположены обычно диффузно. Me-металл ( заштрихован. средняя линия - его поверхность. [3] |
Гидратированные ионы металла, испытывающие электростатическое притяжение со стороны отрицательно заряженного электрода, концентрируются у поверхности электрода. Образование такого слоя на границе твердой и жидкой сред было впервые предположено немецким ученым Гельмгольцем. [4]
Так как гидратированные ионы металлов ведут себя подобно кислотам Льюиса, то можно ожидать, что во многих химических реакциях они будут напоминать другие кислоты по своей способности к катализу. Каталитическое действие ионов металлов может быть, однако, совершенно отличным от действия иона водорода из-за их высокого заряда и вследствие характерной тенденции металла к координации, которая приводит к действию, совершенно специфичному и селективному по природе. [5]
Находящийся в электролите гидратированный ион металла достигает катода под влиянием электрического поля, образовавшегося между электродами, а также в результате диффузии и конвекции. У катода ион лроникает в диффузионный слой, в котором скорость перемещения определяется снижением концентрации. Электрические силы поля в диффузионном слое еще недостаточны для того, чтобы освободить ион металла от его гидратной оболочки. Ион металла пересекает диффузионную часть двойного слоя и переходит в наружный покров неподвижного двойного слоя. Электрические силы поля в двойном слое составляют около 107 в.см. При таких высоких электрических силах поля ион металла лишается своей гидратной оболочки. Оторванные диполи Н2О становятся составными частями двойного слоя. [6]
Ме - Н20 - гидратированный ион металла; е - электрон. [7]
Обратный процесс - превращение гидратированных ионов металла в атомы - является восстановлением. Состояние равновесия ( 3) зависит как от активности металла, так и от концентрации его ионов в растворе. [8]
Если ранее предполагали, что гидратированные ионы металлов всегда построены в соответствии с максимальным координационным числом, но могут также существовать и в других формах, особенно в конфигурациях, отвечающих характеристическому координационному числу, то это делали только потому, что проведенные исследования амминов, по-видимому, доказывают, что нельзя быть уверенным в том, что все аммины координационно насыщены, даже в жидком аммиаке ( см. стр. [9]
В результате анодной реакции образуются гидратированные ионы металла различной степени окисления, оксиды, гидрокси-ды, соли и комплексные соединения ионов металла. Окислителями ( деполяризаторами) в катодной реакции обычно служат ионы водорода или же растворенный в воде кислород. [10]
Большинство ионных галогенидов растворимо в воде и дает гидратированные ионы металла и галогенид-ионы. Но лантаноиды и актиноиды в степенях окисления 3 и 4 образуют нерастворимые в воде фториды. Фториды Li, Са, Sr и Ва также ограниченно растворимы. Также нерастворимы хлориды, бромиды и иодиды Ag1, Cu1, Hg1 и РЬП. Растворимость галогенидов в основном ионного типа для данного элемента в ряду MFn - - MIn может изменяться в любом порядке. Если все четыре галогенида ионные, то растворимость будет уменьшаться в ряду иодидбромидхлоридфторид, так как определяющим фактором в этих случаях являются энергии решеток, которые увеличиваются при уменьшении радиусов ионов. Этот порядок соблюдается для галогенидов щелочных и щелочноземельных металлов и лантаноидов. [11]
При анодном процессе возле анодных участков металла и гидратированных ионов металла в электролите возникают некомпенсированные электроны, при катодном процессе - происходит ассимиляция электронов некоторыми ионами или молекулами раствора, являющимися деполяризаторами и обеспечивающими протекание электрохимического процесса. Деполяризация может происходить за счет ионов, нейтральных молекул раствора и нерастворенных пленок. [12]
Большинство ионных галогенидов растворяются в воде с образованием гидратированных ионов металла и галогенид-ионов, хотя некоторые, такие, как хлориды, бромиды и иодиды Ag, Cu1, Hg1 и РЬ, почти нерастворимы. Обратное положение не обязательно, так как ковалентные галогениды водорода, за исключением HF, фактически полностью диссоциируют в водном растворе. Растворимость в ряду в основном ионных галогенидов данного металла МР, МС1П, МВг, М1 может изменяться в любом порядке. Если все четыре галогенида действительно ионные, порядок изменения растворимости будет следующий: иодид бромид хлоридфторид, так как господствующим фактором будет энергия решетки, возрастающая с уменьшением ионного радиуса. Этот порядок соблюдается среди галогенидов щелочных, щелочноземельных металлов и лантанидов. В последних двух случаях фториды фактически нерастворимы. [13]
Картина протолиза осложняется, если молекулы воды в гидратированных ионах металлов ( в аквокомплексах) замещаются находящимися в растворе анионами. Протолиз тогда сочетается с комплек-сообразованием. [15]
Страницы: 1 2 3 4