Неорганический неводный растворитель
Неорганический неводный растворитель — это растворитель , отличный от воды, который не является органическим соединением . Эти растворители используются в химических исследованиях и промышленности для реакций, которые не могут протекать в водных растворах или требуют специальной среды. Неорганические неводные растворители можно разделить на две группы: протонные растворители и апротонные растворители. Ранние исследования неорганических неводных растворителей оценивали аммиак, фтористый водород, серную кислоту, а также более специализированные растворители, гидразин и оксихлорид селена. [1]
Протонные неорганические неводные растворители
[ редактировать ]Видные члены включают аммиак , фтороводород , серную кислоту , цианистый водород .Аммиак (а также некоторые амины) полезны для получения растворов веществ с высокой степенью восстановления, поскольку связь NH сопротивляется восстановлению. Химия электридов и щелочей основана на аминных растворителях.
Комбинация HF и SbF 5 лежит в основе раствора суперкислоты . сопряженную кислоту сероводорода : С помощью этой смеси можно выделить [2]
- H 2 S + HF + SbF 5 → [H 3 S]SbF 6
Автоионизация
[ редактировать ]Предельной кислотой в данном растворителе является ион сольвония, например H 3 O. + Ион ( гидроксония ) в воде. Кислота, которая имеет большую склонность отдавать ион водорода , чем предельная кислота, будет сильной кислотой в рассматриваемом растворителе и будет существовать большей частью или полностью в своей диссоциированной форме. Аналогично, ограничивающим основанием в данном растворителе является сольват-ион, такой как OH. - ( гидроксид ) ион в воде. Основание, имеющее большее сродство к протонам, чем ограничивающее основание, не может существовать в растворе, так как оно будет реагировать с растворителем.
Например, лимитирующей кислотой в жидком аммиаке является ион аммония NH 4 + который имеет значение ap в K воде 9,25. Лимитирующим основанием является амид -ион NH 2 - . НХ 2 − является более сильным основанием, чем гидроксид-ион , и поэтому не может существовать в водном растворе. pKa Значение аммиака оценивается примерно в 34 ( ср. вода, 14 [3] [4] ).
Апротонные неорганические неводные растворители
[ редактировать ]Выдающиеся члены включают диоксид серы , фторид сульфурилхлорида , четырехокись азота , трихлорид сурьмы и трифторид брома . Эти растворители оказались полезными для изучения сильно электрофильных или сильно окисляющих соединений или ионов. Некоторые из них (SO 2 , SO 2 ClF, N 2 O 4 ) представляют собой газы с температурой, близкой к комнатной, поэтому с ними обращаются с использованием вакуумных технологий.
Поколение [IS 7 ] + и [БрС 7 ] + носят иллюстративный характер. Эти высокоэлектрофильные соли получают в растворе SO 2 . [5] Получение [SBr 3 ] + солей также требует смешанного растворителя, состоящего из SO 2 и SO 2 FCl. [6] Сульфурилхлорид фторид часто используется для синтеза соединений благородных газов . [7]
Автоионизация
[ редактировать ]Многие неорганические растворители участвуют в реакциях автоионизации . В определении кислот и оснований в системе растворителей автоионизация растворителей дает эквивалент кислотам и основаниям. Соответствующие автоионизации:
- 2BrF2БрФ3 БрФ 2 + + БрФ 4 −
- Н 2 О 4 ⇌ НЕТ + ( нитрозоний ) + NO 3 − ( нитрат )
- 2SbCl 3 ⇌ SbCl 2 + + SbCl 4 −
- 2POCl 3 ⇌ POCl 2 + + POCl 4 −
Согласно определению системы растворителей , кислоты — это соединения, которые увеличивают концентрацию сольвониевых (положительных) ионов, а основания — это соединения, которые приводят к увеличению количества сольватных (отрицательных) ионов, где сольвоний и сольват — это обнаруженные ионы. в чистом растворителе, находящемся в равновесии с его нейтральными молекулами:
Растворитель SO 2 сравнительно несложный . [ как? ] , он не автоионизируется.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Одриет, Людвиг Фредерик (1953). Неводные растворители; Применение в качестве среды для химических реакций . Уайли.
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 682. ИСБН 978-0-08-037941-8 .
- ^ Мейстер, Эрих К.; Виллеке, Мартин; Ага, Вернер; Тони, Антонио; Вальде, Питер (2014). «Запутанные количественные описания кислотно-основного равновесия Брёнстеда-Лоури в учебниках по химии - критический обзор и разъяснения для преподавателей-химиков». Helvetica Chimica Acta . 97 (1): 1–31. дои : 10.1002/hlca.201300321 . ISSN 1522-2675 .
- ^ Сильверстайн, Тодд П.; Хеллер, Стивен Т. (13 июня 2017 г.). «Значения pKa в учебной программе бакалавриата: какова настоящая pKa воды?». Журнал химического образования . 94 (6): 690–695. Бибкод : 2017ЖЧЭд..94..690С . doi : 10.1021/acs.jchemed.6b00623 . ISSN 0021-9584 .
- ^ Мурчи, член парламента; Пассмор, Дж.; Вонг, К.-М. (1990). «Гексафторарсенат (V) полисеры йода и брома (V) и гексафторантимонат (V)». Неорганические синтезы . Неорганические синтезы. Том. 27. С. 332–339. дои : 10.1002/9780470132586.ch67 . ISBN 9780470132586 .
- ^ Мерчи, Майк; Пассмор, Джек (1986). «Трибромсера (IV) Гексафторарсенат (V)». Неорганические синтезы . Неорганические синтезы. Том. 24. С. 76–79. дои : 10.1002/9780470132555.ch23 . ISBN 9780470132555 .
- ^ Коппе, Карстен; Билир, Вурал; Фрон, Герман-Дж.; Мерсье, Элен Пенсильвания; Шробильген, Гэри Дж. (2007). «Синтез, мульти-ЯМР характеристика раствора и реакционная способность [C 6 F 5 Xe] + солей слабокоординирующих боратных анионов, [BY 4 ] − (Y = CF 3 , C 6 F 5 , CN или OTeF 5 )». Inorganic Chemistry . 46 (22): 9425–9437. doi : 10.1021/ic7010138 . PMID 17902647 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с неорганическими растворителями, на Викискладе?
