Компенсація ізотопних ефектів при ближній сольватації однозарядних іонів у легкій та важкій воді

Компенсація ізотопних ефектів при ближній сольватації однозарядних іонів у легкій та важкій воді

The diffusion coefficients Di0 and the microscopic characteristics of the diffusional displacement length d, time т, and velocity V of 18 singly charged ions (Li+, Na+, K+, Cs+, Me4N+, Et4N+, Pr4N+, Bu4N+, F-, Cl-, Br-, I-, ClO-3 , ClO-4 , BrO-3, IO-3 , IO-4 , and OBz-) in heavy and light waters at...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2022
Автори: Bulavin, V.I., Vyunnik, I.N.
Формат: Стаття
Мова:English
Ukrainian
Опубліковано: Publishing house "Academperiodika" 2022
Теми:
iзотопний ефект розчинника
однозаряднi iони
дифузiя
електрична провiднiсть
ближня сольватацiя
негативна сольватацiя
ближня сольватація іонів
Онлайн доступ:https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020280
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Ukrainian Journal of Physics

Репозитарії

Ukrainian Journal of Physics
id ujp2-article-2020280
record_format ojs
institution Ukrainian Journal of Physics
baseUrl_str
datestamp_date 2022-11-26T14:02:16Z
collection OJS
language English
Ukrainian
topic iзотопний ефект розчинника
однозаряднi iони
дифузiя
електрична провiднiсть
ближня сольватацiя
негативна сольватацiя
ближня сольватація іонів
spellingShingle iзотопний ефект розчинника
однозаряднi iони
дифузiя
електрична провiднiсть
ближня сольватацiя
негативна сольватацiя
ближня сольватація іонів
Bulavin, V.I.
Vyunnik, I.N.
Компенсація ізотопних ефектів при ближній сольватації однозарядних іонів у легкій та важкій воді
topic_facet solvent isotope effect
singly charged ions
diffusion
electrical conductivity
short-range solvation
negative solvation
ion near solvation
iзотопний ефект розчинника
однозаряднi iони
дифузiя
електрична провiднiсть
ближня сольватацiя
негативна сольватацiя
ближня сольватація іонів
format Article
author Bulavin, V.I.
Vyunnik, I.N.
author_facet Bulavin, V.I.
Vyunnik, I.N.
author_sort Bulavin, V.I.
title Компенсація ізотопних ефектів при ближній сольватації однозарядних іонів у легкій та важкій воді
title_short Компенсація ізотопних ефектів при ближній сольватації однозарядних іонів у легкій та важкій воді
title_full Компенсація ізотопних ефектів при ближній сольватації однозарядних іонів у легкій та важкій воді
title_fullStr Компенсація ізотопних ефектів при ближній сольватації однозарядних іонів у легкій та важкій воді
title_full_unstemmed Компенсація ізотопних ефектів при ближній сольватації однозарядних іонів у легкій та важкій воді
title_sort компенсація ізотопних ефектів при ближній сольватації однозарядних іонів у легкій та важкій воді
title_alt Compensation of Isotope Effects at the Near Solvation of Singly Charged Ions in Light and Heavy Waters
description The diffusion coefficients Di0 and the microscopic characteristics of the diffusional displacement length d, time т, and velocity V of 18 singly charged ions (Li+, Na+, K+, Cs+, Me4N+, Et4N+, Pr4N+, Bu4N+, F-, Cl-, Br-, I-, ClO-3 , ClO-4 , BrO-3, IO-3 , IO-4 , and OBz-) in heavy and light waters at temperatures of 283.15 and 298.15 K have been calculated on the basis of literature data concerning the limiting molar electric conductivity of those ions. Using the proposed parameter (d-ri), where ri is the structural radius of an ion, the type of the solvation of those ions is determined: it is positive, if (d - ri) > 0, and negative, if (d - ri) < 0. The solvent isotope effects (SIEs) – namely, the variations of the ion diffusion coefficient, D0iH/D0iD, the length, dH/dD, time, тH/тD, and velocity, VH/VD, of the translational ion displacement, and the solvent viscosity, nD0/nH0, as a result of the substitution H → D in H2O – are calculated and analyzed. It is found that, in the case of SIE, the deviation of D0iH/D0iD or VH/VD from 1 can be up to 25.0–25.9%, whereas, for the near solvation SIE, the deviation of dH/dD from 1 is an order of magnitude lower. These facts are explained on the basis of a derived equation, where the SIE dH/dD is the product of the inverse SIEs nD0/nH0 and D0iH/D0iD. The low dH/dD-values are obtained due to the opposite effect of the indicated factors, which points to the compensation of the intermolecular and ion-molecular interactions. Hence, since those interactions govern the near solvation of singly charged ions in H2O and D2O, the results obtained testify to a significant solvent effect on this process.
publisher Publishing house "Academperiodika"
publishDate 2022
url https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020280
work_keys_str_mv AT bulavinvi compensationofisotopeeffectsatthenearsolvationofsinglychargedionsinlightandheavywaters
AT vyunnikin compensationofisotopeeffectsatthenearsolvationofsinglychargedionsinlightandheavywaters
AT bulavinvi kompensacíâízotopnihefektívpribližníjsolʹvatacííodnozarâdnihíonívulegkíjtavažkíjvodí
AT vyunnikin kompensacíâízotopnihefektívpribližníjsolʹvatacííodnozarâdnihíonívulegkíjtavažkíjvodí
first_indexed 2025-10-02T01:17:22Z
last_indexed 2025-10-02T01:17:22Z
_version_ 1851765277942874112
spelling ujp2-article-20202802022-11-26T14:02:16Z Compensation of Isotope Effects at the Near Solvation of Singly Charged Ions in Light and Heavy Waters Компенсація ізотопних ефектів при ближній сольватації однозарядних іонів у легкій та важкій воді Bulavin, V.I. Vyunnik, I.N. solvent isotope effect singly charged ions diffusion electrical conductivity short-range solvation negative solvation ion near solvation iзотопний ефект розчинника однозаряднi iони дифузiя електрична провiднiсть ближня сольватацiя негативна сольватацiя ближня сольватація іонів The diffusion coefficients Di0 and the microscopic characteristics of the diffusional displacement length d, time т, and velocity V of 18 singly charged ions (Li+, Na+, K+, Cs+, Me4N+, Et4N+, Pr4N+, Bu4N+, F-, Cl-, Br-, I-, ClO-3 , ClO-4 , BrO-3, IO-3 , IO-4 , and OBz-) in heavy and light waters at temperatures of 283.15 and 298.15 K have been calculated on the basis of literature data concerning the limiting molar electric conductivity of those ions. Using the proposed parameter (d-ri), where ri is the structural radius of an ion, the type of the solvation of those ions is determined: it is positive, if (d - ri) > 0, and negative, if (d - ri) < 0. The solvent isotope effects (SIEs) – namely, the variations of the ion diffusion coefficient, D0iH/D0iD, the length, dH/dD, time, тH/тD, and velocity, VH/VD, of the translational ion displacement, and the solvent viscosity, nD0/nH0, as a result of the substitution H → D in H2O – are calculated and analyzed. It is found that, in the case of SIE, the deviation of D0iH/D0iD or VH/VD from 1 can be up to 25.0–25.9%, whereas, for the near solvation SIE, the deviation of dH/dD from 1 is an order of magnitude lower. These facts are explained on the basis of a derived equation, where the SIE dH/dD is the product of the inverse SIEs nD0/nH0 and D0iH/D0iD. The low dH/dD-values are obtained due to the opposite effect of the indicated factors, which points to the compensation of the intermolecular and ion-molecular interactions. Hence, since those interactions govern the near solvation of singly charged ions in H2O and D2O, the results obtained testify to a significant solvent effect on this process. Коефiцiєнт дифузiї (︀Di0)︀ i мiкроскопiчнi характеристики довжини (︀d)︀, часу (т) i швидкостi (V) дифузiйного змiщення 18 однозарядних iонiв (Li+, Na+, K+, Cs+, Me4N+, Et4N+, Pr4N+, Bu4N+, F-, Cl-, Br-, I-, ClO-3 , ClO-4 , BrO-3, IO-3 , IO-4 , OBz-) у важкiй та легкiй водi при 283,15 К i 298,15 К розраховано з лiтературних даних щодо граничної молярної електричної провiдностi цих iонiв. Iз застосуванням запропонованого нами параметра (d-ri), (ri – структурний радiус iона), визначено тип сольватацiї цих iонiв: позитивна, якщо параметр (d - ri) > 0; негативна – при значеннях (d - ri) < 0. Розраховано та проаналiзовано iзотопнi ефекти розчинника (IЕР) при замiнi H → D у H2O: коефiцiєнта дифузiї iонiв D0iH/D0iD, довжини dH/dD, часу тH/тD i швидкостi VH/VD трансляцiйного їх змiщення та IЕР в’язкостi розчинника nD0/nH0. Встановлено, що у випадку IЕР D0iH/D0iD або VH/VD вiдхилення вiд 1 становить до 25,0–25,9%, а для IЕР ближньої сольватацiї dH/dD – на порядок нижче. Пояснення цих фактiв проведене на пiдставi одержаного нами рiвняння, у якому IЕР dH/dD є добутком зворотних IЕР nD0/nH0 i D0iH/D0iD. Низькi значення dH/dD зумовленi протилежним характером впливу цих спiвмножникiв, що вказує на компенсацiю мiжмолекулярних та iон-молекулярних взаємодiй, якi визначають ближню сольватацiю однозарядних iонiв у H2O та D2O I свiдчать про значний вплив на останню розчинника. Publishing house "Academperiodika" 2022-11-26 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020280 10.15407/ujpe67.7.527 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 67 No. 7 (2022); 527 Український фізичний журнал; Том 67 № 7 (2022); 527 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe67.7 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020280/2876 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020280/2877 Copyright (c) 2022 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine

Схожі ресурси