Другим существенным параметром сольватированного иона является его масса.
Данные оценок сольватных чисел ионов ns по уравнению (1.17), приведенные в таблице, позволяют по формуле
ms = ns M + mi (1.18)
оценить массу сольватированных ионов ms , являющуюся определяющим параметром при исследовании кинетических характеристик растворов электролитов (электропроводность, вязкость, диффузия, теплопроводность и т.п.)
Кроме прежних принятых обозначений, М - молярная масса растворителя; mi - масса иона. Массы некоторых сольватированных ионов приведены в табл. 1.2.
Перейдем к радиусам сольватированных ионов. В основе современных методов определения радиусов сольватированных ионов лежат теории Стокса и Стокса-Эйнштейна для вязкостей растворов электролитов, справедливые для движения малых ионов. Но при этом теория не дает критерия малости размеров ионов. Применяется также произведение Вальдена-Писаржевского h0l0= const, которое считалось универсальным. Установлено, что это произведение не постоянно при переходе к средам, отличным от воды, так как радиусы сольватированных ионов неодинаковы. Все это предопределяет ограниченный выбор значений радиусов сольватированных ионов в различных средах.
Таблица 1.2
Характеристики гидратированных ионов
Ион | Радиус иона,rs×10-8см | Масса иона mi | Гидратное число, ns | Масса гидратированного иона, ms | Радиус*)гидратированного иона, rs×10-8 см |
Li+ | 0.78 | 6.9 | 4.64 | 90.4 | 3.79 |
Na+ | 0.98 | 23 | 3.34 | 83.1 | 3.39 |
K+ | 1.33 | 39 | 1.60 | 75.1 | 2.66 |
Rb+ | 1.64 | 85.4 | 1.30 | 114.3 | 2.48 |
Cs+ | 1.83 | 132.9 | 0.98 | 155.9 | 2.25 |
NH4+ | 1.68 | 18 | 1.23 | 40.1 | 2.43 |
F- | 1.33 | 19 | 2.01 | 55.1 | 2.87 |
Cl- | 1.81 | 35.5 | 1.01 | 53.7 | 2.28 |
Br- | 1.96 | 79.9 | 0.75 | 93.4 | 2.12 |
*) Литературные значения rs×10-8 см для ионов: Li+ – 3.70, Na+ – 3.30.