Structure of aqueous sodium sulfate solutions derived from X-ray diffraction

水溶液 X射线晶体学 衍射 X射线 硫酸盐 化学 硫酸钠 结晶学 材料科学 无机化学 物理 光学 物理化学 有机化学
作者
Jixiang Xu,Yan Fang,Chunhui Fang
出处
期刊:Science Bulletin [Elsevier BV]
卷期号:54 (12): 2022-2027 被引量:9
标识
DOI:10.1007/s11434-009-0232-1
摘要

A rapid liquid X-ray diffractometer was used to study the time-averaged and space-averaged structure of aqueous sodium sulfate solutions at 298 and 323 K. Difference radial distribution functions of the solutions were obtained from accurate diffraction data. The interaction distances of Na+-OH2 and S-H2O in solutions were found to be 0.235 and 0.385 nm, respectively, after deconvolution of superposition peaks by Gaussian multi-peak fitting program. The characteristic distance of the NaSO 4 − contact ion pairs in higher concentration solutions was determined to be 0.345 nm, suggesting that the Na+ ions coordinated with SO 4 2− ions in the mono-dentate form. Effects of concentration and temperature on the hydration structure of the solutions were discussed in the present paper. With a decrease in concentration, the contributions of the H2O to the diffraction pattern increase, the average coordination number of the Na+ ions hardly changes, while the hydration number of SO 4 2− ions increases slightly. The formation of NaSO 4 − contact ion pairs becomes easier at higher temperature. The structure of hydrogen bond in dilute solutions is broken to a considerable extent with rising temperature, and the peak at 0.290 nm splits into two peaks at 0.275 and 0.305 nm, respectively.
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