CC BY
5Радиояркости водных растворов электролитов в миллиметровой области спектра
Ефимов А.Ю.1, Лященко А.К.2
1,2Институт общей и неорганической химии им Н. С Курнакова РАН, Москва 119991, Москва, Ленинский проспект 31, 1e-mail: aleksey301291@mail.ru, 2e-mail: aklyas@mail. ru
Изучены радиояркостные характеристики водных растворов 1:1, 2:1 и 3:1 электролитов с использованием высокочувствительного радиометра на частоте 61.2 ГГц в лабораторных условиях. Показаны разнознаковые эффекты радиояркости (разные знаки изменений радиояркостных температур Тя) для растворов со слабо гидратирующимися (K+) и более сильно гидратирующимися (Mg2+, Mn2+, Al3+) ионами (см. рис.1). Сравнение растворов щелочей и сильных кислот с данными для других растворов электролитов показывает, что наблюдается падение излучения при переходе от воды к раствору, как и в растворах KCl. В случае растворов солей такое уменьшение связано со слабой гидратацией ионов. Экспериментальные характеристики сопоставлены с расчетными данными из диэлектрических спектров. Расчетные данные получены с использованием формулы Фр енеля, которая отражает связь комплексной диэлектрической проницаемости (s(у)) (диэлектрические свойства с коэффициентом отражения (R(y)) (оптические свойства). На примере рассмотренных растворов электролитов показано хорошее согласие экспериментальных и расчетных радиояркостных параметров в начальной области концентраций, где преобладают гидратационные изменения воды в растворах. Были также рассчитаны радиояркости (Тя), связанные только с дипольными диэлектрическими потерями, т.е. без учета ионной составляющей потерь. В этом случае не наблюдается соответствия экспериментальных и рассчитанных величин. В мм области необходимо учитывать спектральные вклады как дипольных, так и ионных потерь.
Сигналы радиометра в мм области спектра оказываются информативными для определения изменений гидратации и динамики ионов. Такая информация может быть полезной в технологической практике и для описания биологических объектов, в которых разные эффекты проявляются не в чистой воде, а в водных средах, где радиояркостные контрасты и связанные с ними изменения энергии могут возрастать.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИОНХ РАН в области фундаментальных научных исследований.
Рис. 1 Изменения радиояркостных температур АТя = Тя(раствора) — Тя(воды), К для хлоридов металлов разной валентности
