Interfacial water structure: The electrical conductivity under hydrostatic pressure of particulate solids permeated with aqueous electrolyte solution

✍ Scribed by R.A. Horne; A.F. Day; R.P. Young; N.T. Yu

• Publisher: Elsevier Science
• Year: 1968
• Tongue: English
• Weight: 718 KB
• Volume: 13
• Category: Article
• ISSN: 0013-4686
• DOI: 10.1016/0013-4686(68)87011-2

✦ Synopsis

Comparison of the temperature and pressure dependencies of the relative electrical conductivity of aqueous 0.10 M KC1 solutions and particulate solids permeated with these solutions shows that the water near an interface is structured, and that this structured region tends to exclude electrolyte thereby increasing the concentration of the solution at some greater distance from the interface+a conclusion confhmed by simple elution experiments. This water structure near interfaces is more stable with respect to both temperature and pressure and thus presumably different from the structure predominant in bulk liquid water. Two water structural forms are proposed; the one forms the substance of the Frank-Wen clusters and the hydration atmospheres of ions and charge sites; the second forms the substance of water structure near interfaces, the hydration atmosphere of hydrophobic groups and materials including the quaternary amine ions, and the hydration crust of the hydrophobic segments of biopolymers.

R&~I&L~

comparaison des influences de la temperature et de la pression sur la conductivite dlectrique des solutions aqueuses 0,lO M de KC1 et de certains corps solides impreg&s de ces solutions, montre que l'eau est structurQ au voisinage d'une interface et que cette region structuree a tendance a exclure l'electrolyte, ce qui accroit la concentration de la solution a une distance un peu plus grande de l'interface (conclusion contim& par des essais tr& simples). Cette structure de I'eau au voisinage des interfaces est plus stable, en regard des variations soit de la temperature, soit de la pression et par consequent plausiblement differente de la structure de l'eau liquide dans le coeur de la solution. Deux formes structurales de l'eau sont ainsi suggerees: la premiere int6resse essentiellement les clusters Frank-Wen et les atmospheres d'hydration des ions et des sites charges; la seconde interesse essentiellement la structure de l'eau au voisinage des interfaces, l'atmosphere d'hydratation des materiaux et groupes hydrophobes (y compris les ions des amines quatemaires) et la couche d'hydratation des segments hydrophobes de biopolymezes. Zusammenfassung-Vergleichende Messtmgen der Temperatur und Druckabhlngigkeit der elektrischen Leitflihigkeit von wiissrigen 0,l M KCI-Ldsungen und von speziellen, mit diesen Liisungen getrlnkten Festkiirpern zeigt, dass das Wasser in der Nahe einer GrenztXche Struktur aufweist, und dass diese Strukturierung den Elektrolyten zu verdrangen trachtet, wobei infolgedessen die Konzentration der Liisung in einiger Distanz von der Grenztlkhe zunimmt-eine Schlussfolgerung, welche durch einfache Eluierungs-experimente bestatigt wird. Die Wasserstruktur in der Nlihe von Grenzflachen ist stabiler mit Bezug auf Temperatur und Druck uud deshalb wohl anders als die Struktur welche im Wasserkern vorherrscht. Es werden zwei Formen der Wasserstruktur vorgeschlagen: Die eine ist diejenige, aus welcher die Frank-Wen Bezirke und die Hydrationsatmospharen von Ionen und von Ladungszentren aufgebaut sind; die andere findet sich an Grenzflachen, in den Hydratationssphlren von hydrophoben Gruppen und Stoffen einschliesslich der quaternaren Amoniumionen und den Hydratationsschalen der hydrophoben Segmente von Biopolymeren. t Ion fractionation has also been produced by boiling and air sweep-through of solutions; see