Эта глава посвящена изучению свойств воды в пористых телах, дисперсиях и адсорбентах.
Как известно, широкое применение для исследования свойств воды находит метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на ядрах атомов водорода и кислорода (170), имеющих ненулевой спин. Этот метод часто применяют для изучения состояния и свойств воды в пористых телах. Однако при этом возникают трудности интерпретации получаемых данных, что связано с существенным влиянием процессов, обусловленных гетерогенностью системы, наличием тонкодисперсной твердой фазы. Только правильный учет всех обсуждаемых в первом разделе многочисленных мешающих факторов позволяет получать надежную информацию о свойствах связанной воды: толщине граничных слоев, параметрах ориентационного порядка и подвижности молекул. Обсуждается также и ряд еще нерешенных задач спектроскопии ЯМР.
Диэлектрические свойства увлажненных образцов также могут дать важную информацию о свойствах воды. Возникающие здесь трудности связаны, прежде всего, с выбором адекватной модели пористого тела или дисперсии. Во втором разделе анализируются известные виды диэлектрических изотерм и модели, используемые для их объяснения. Рассматриваются процессы ориентационной и протонной поляризации и предлагается методика расчета статической диэлектрической поляризации систем сорбент—сорбат на основе теории Онзагера — Кир — квуда — Фрелиха.
Сделан также обзор результатов исследований состояния воды в адсорбентах с помощью нового метода — метода токов термостимулированной деполяризации (ТСД). Метод заключается в замораживании поляризованных образцов и последующей регистрации токов, возникающих при размораживании; при этом исследуются влияние поляризующего напряжения и температуры, а также времена релаксации. При помощи этого метода были получены новые данные о состоянии и подвижности адсорбированной воды в цеолитах, оксиде и гидроксиде алюминия.
Для получения более полной и надежной информации о связанной воде целесообразно пользоваться комплексом независимых методов. Это позволит исключить ошибки, связанные с ограничениями, присущими каждому отдельному методу. Необходимость такого комплексного подхода к анализу состояний воды в дисперсиях становится все более ясной по мере происходящего прецизирования методов измерений и установления областей их применимости.