Химия
8 класс
Вопрос
В одном научном эксперименте к водным растворам различных солей добавляли воду, меченную тяжелым кислородом 18O, а затем производили отгонку отдельных проб растворителя. В тех случаях, когда в растворе находились высокозарядные катионы (например, хрома или алюминия), оказалось, что непосредственно после смешения относительное содержание меченых молекул воды H182O,H162O в пробе отогнанного растворителя больше, а в последующих пробах оно уменьшается, достигая постоянной величины. Если же в растворе имелись ионы калия или натрия, постоянные величины отношения H182O:H162O устанавливались существенно быстрее. Как объяснить результаты эксперимента?
Ответ
Высокозарядные катионы, как известно, окружены объемистой гидратной оболочкой. Скорость установления равновесия между H182O и H162O зависит: 1) от взаимной диффузии молекул воды; 2) от скорости обмена молекулами между гидратной оболочкой и раствором.
По первому признаку растворы, содержащие Al3+ и Na+, одинаковы; по второму - скорость обмена у Na выше на несколько порядков и соответственно выше общая скорость установления равновесия между H182O и H162O.