Вода

Близкие по характеру зависимости D и от Т показывают, что соотношение (1.9) качественно справедливо и им можно воспользоваться для нахождения эффективного в данном процессе радиуса молекулы (табл.13). Значение r практически не зависит от температуры в рассматриваемом интервале температур, как и следовало ожидать, но имеет слишком больше значение по абсолютной величине для радиуса молекулы Н2О. Радиус молекулы по данным рентгеновских исследований равен 1,38 Å. Большая величина эффективного

Таблица 13

Т, °С

D∙105 см2/с

r

∙103, Пз

(НТО)

ЯМР

- 20

0,453

1,9

43,3

- 15

0,597

1,93

33,4

- 10

0,764

1,94

26,6

- 5

0,959

1,93

21,6

0

1,180

1,33

0,97

1,93

17,87

5

1,412

1,58

1,16

1,94

15,19

10

1,672

1,90

1,36

1,93

13,07

15

1,953

2,14

1,58

1,93

11,39

20

2,260

2,35

1,65

1,93

10,02

25

2,590

2,66

2,19

1,93

8,904

30

2,930

2,46

1,92

7,975

35

3,310

3,49

2,79

1,93

7,194

40

3,700

3,14

1,93

6,529

45

3,52

радиуса молекулы, полученная из соотношения (1.9) хорошо согласуется с данными Доре (1984) относительно функции радиального распределения . Первый максимум этой функции приходится на расстояние 1,93 Å, а Å. Можно предполагать, что эффективный радиус молекулы определяется расстоянием между кислородом молекулы и протоном другой молекулы, связанной с первой водородной связью. Это означает, что эффективный радиус молекулы определяется переходом протонов - расстоянием О – Н…Н – О.

Другим источником информации относительно коэффициента самодиффузии, связанного с временными корреляционными функциями, являются эксперименты по изучению рассеяния медленных нейтронов в воде. Угловое и энергетическое распределение рассеиваемых нейтронов непосредственно связано с фурье-компонентами временных корреляционных функций, так кА корреляционные функции могут быть в принципе восстановлены из функций сечения рассеяния нейтронов путем применения обратного фурье-преобразования.

В отличие от рентгеновских лучей, которые рассеиваются связанными электронами вещества, нейтроны рассеиваются на ядрах и рассеяние их определяется ядерными силами. Если в процессе рассеяния изменяется не энергия, а импульсы, то рассеяние упругое, и закон сохранения в этом случае имеет вид

,

,

где и - импульс падающего и рассеянного нейтрона. При неупругом рассеянии энергия нейтрона не изменяется за счет передачи энергии молекулам рассеивающего вещества

,

,

где - импульс фонона, - волновой вектор импульса отдачи.

Время рассеяния нейтронов составляет с и позволяет проследить изменения, происходящие в жидкости за этот интервал времени.


Страница: