溶剂的分类

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
溶剂及其的分类
SX1206003
金 潘
一、溶剂概述
溶剂的定义 溶剂是指能使溶质溶解本身以外的其它物质, 溶解或分散的液体。
工业用溶剂可以是纯物质,也可以是混合物, 氯化物和含氧化合物(醇、酮、酯、乙二醇 等),此外还有与水互溶的二甲基甲酰胺,它 几乎是一种万能溶剂,可溶解聚丙烯腈,四氢 呋喃也是一种溶剂,可溶解聚氯乙烯和某些聚 氨酯。
1、溶解度:有机溶剂与水的相溶性是很重要的, 第三组分对两者的互溶性影响较大。 2、蒸汽压和沸点;一般要求溶剂必须是蒸汽压低, 沸点高的物质。室温下蒸汽压较高的溶剂是不 实用的,操作时这类溶剂易从容器中泄漏出来, 并引起火灾或导致中毒。
3、熔点:熔剂的熔点不宜过高,室温下应呈液态。 在某些特殊萃取过程中可采用熔点低于被提取 有机化合物熔点的溶剂,在两种液相冷却过程 中,被提取物易固化,便于分离。
(5) 按溶剂的液态结构分类
分子溶剂(分子熔融体,涉及分子间力) 离子溶剂(熔盐,涉及离子键) 原子溶剂(低熔点金属,涉及金属键)
(6)按溶剂的物理常数分类 按沸点可大致分为: 1) 低沸点溶剂 (在常压下,沸点低于100℃) 如:乙醚 2) 中沸点溶剂(在常压下,沸点在100-150℃之 间) 如: 甲苯 3) 高沸点溶剂 (在常压下,沸点高于150℃) 如:DMSO
稀释剂:用来调节粘度,降低树脂一溶剂系统的间 格,偶而亦能起到使树脂溶解的作用,常为芳 香族或脂肪族烃类。如烃类化合物对硝基纤维 素来说是稀释剂。
涂料中使用溶剂目的
其目的是为了降低成膜物质的粘度,便于施工, 以得到均匀的保护涂层。这些溶剂在成膜之后, 应能全部蒸以除去,而无残留,故大多是挥发 性有机液体。 涂料用的成膜物质都是无定形的有机高聚物, 用适当溶剂溶解后,溶液的粘度随浓度的增大 而增大,控制溶液的粘度是由施工条件决定, 而不是象一般化合物,有溶解度的限制。 要想达到最好的成膜性能,选择溶剂是十分 重要的。
溶剂性质对溶液酸碱性的影响
同一种溶质在不同溶剂中常常表现出不同的酸 碱性,甚至相反的酸碱性质,说明溶液的酸碱 性并不完全取决于溶质,溶剂的酸碱性也起很 大作用。例如,乙酸在水中是弱酸,在液氨中 是强酸,而在无水硫酸中则显碱性。
溶剂对溶质氧化还原性的影响
在不同溶剂中,溶质的氧化还原性也受到溶剂本身氧化还 原性质的影响和限制。 1) 以液氨为例,电子在液氨溶液中能够存在相当长的 时间。液氨中。可以将钠作为有机化合物的好的还 原剂; 2) 而在水中,由于水优先被钠还原,则无法使钠起到 这一作用。
碱性溶剂
酸性溶剂 两性溶剂
易接受质子的溶剂
很难与质子结合但易给出质子的溶剂 既能给出质子,又能接受质子的溶剂
质子惰性溶剂 既不给出质子又不接受质子的溶剂
(3)按化学结构和官解团分类
烃类:常用作稀释剂,与各种溶质的相互的作用力 极为微弱,如正已烷环已烷、煤油、石油醚、 苯、甲苯、二甲苯。
卤代烃类:最常用的是CCl4和氯仿,此外:1,2— 二氯乙烯、三氯乙烯、氯苯,十分稳定,不易 燃烧,本身是阻燃剂,沸点低是很好萃取剂。
如乙酸中,HClO4 仍为强酸,而HI, HBr,
HCl就表现为弱酸。乙酸作为溶剂对这些酸具
有区分效应。
由此可知,酸的相对强度在碱性较强的
溶剂中,易被拉平而无法区别,应选择在酸性
较强的溶剂中加以比较。同样道理,碱的相对
强度在酸性较强溶剂中易被拉平,应选择在碱
性较强溶剂中进行比较。
几种溶质在无机非水溶剂中的酸碱性
含氮溶剂:二甲基甲酰胺、硝基苯、硝基甲烷。
(4)在涂料工业中,根据溶剂对树脂的溶解能力 不同分为 活性溶剂,即真溶剂:即能使树脂溶解,即能使树 脂变成分散的可溶剂状态。大多是极性物质, 含有含氧官能团,如脂肪酸酯、酮类和乙二醇 醚等。均有破坏氢键和偶极一偶极键的作用, 阻止了凝聚。
助溶剂,或称潜溶剂:本身不能溶解树脂,但当有 活性溶剂存在时,它能起到增加溶解能力的作 用,并能使混合溶剂的溶解度参数与高分子化 合物更接近,使之少凝聚、常为醇类。
溶质和溶剂的相互作用
溶质能溶于溶剂,说明在溶液中溶质和溶剂间存在
相互作用。 溶质和溶剂间的作用力除来源于静电引力,也可来 源于广义的酸碱的相互作用。 如溶剂化作用、酸碱作用、偶极作用、氢键合作用、
极化作用等。
溶剂化作用
1.溶剂化 在溶液中,溶质被溶剂分子包围的现象称为溶
剂化。
例如:氯化钠在溶液中,结构单元就是水化了
d- d+
质子溶剂的溶剂化作用除了离子-偶极键作用 外,往往还有氢键的作用。
3.溶剂化的结果
稳定了离子,降低了离子的化学反应活性。 例如: 质子溶剂不仅稳定正离子,还急剧地降低 了负离子的反应活性,因为负离子的碱性及亲核 性是一致的。
溶剂理论
1905年美国化学家佛兰克林(E.C.Franklin) 提出了酸碱的溶剂理论,如下定义酸碱:在某 溶剂的溶液中,凡能解离产生该溶剂阳离子的 物质为酸;凡能解离产生该溶剂阴离子的物质 为碱。这一理论不仅概括了水溶液中的酸碱概 念,而且把酸碱概念引入非水溶剂,例如在液 氨中铵盐(如 NH4Cl )表现为酸,氨基化物 (如N aNH2)表现为碱。
(7)按溶剂的质子传递情况分
质子溶剂(又称两性溶剂)(有质子自递作用) 中性溶剂(均等两性溶剂)(接受质子和给出质 子能力相同,如H2O) 碱性溶剂(亲质子溶剂)(易接受质子,如NH3) 酸性溶剂(给质子溶剂)(易给出质子,如H2SO4、
HF)
非质子溶剂(无质子自递作用,如SO2、BrF3)
质子溶剂:分子中含有可作为氢键给体的O—H键或 N—H键的溶剂称为质子溶剂。 非质子溶剂:分子中没有氢键给体的溶剂称为非质 子溶剂。 O—H、N—H键的O和N都有孤对电子,因此质子溶 剂既是氢键给体,又是氢键受体,如H2O、ROH、 RNH2等。非质子溶剂不是氢键给体,有些是氢键受 体,如CH3COCH3、HCON(CH3)2等;有些也不是 氢键的受体,如C6H6、n-C7H16等。
3)
另外,氨比水也更难氧化,在此溶液中,许多在水
中不能使用的氧化剂可以使用,如O3 , O2- 能在液 氨中存在和使用。
液氨溶液中的标准电极电势
-------------------------------------------------------------------------------------酸性溶液 (1 mol.L-1 NH4+) 碱性溶液 (1 mol.L-1 NH2-)
4、粘度和表面张力,一般要求溶剂粘度小,表面 张力高,过粘的溶剂不便使用,不但输送困难, 且如用作萃取时,不利于两相搅拌和两相的分 离。表面张力过低也不利于分离。 5、光学性质,大多数溶剂中在可见光区无显著的 吸收,但能吸收紫外区的光。故需测定溶剂中 溶质的紫外光吸收时,须注意溶剂对紫外光的 吸收不应与溶质重叠。 6、介电常数;用于萃取时,用高介电常数的溶剂, 用作稀释剂时,选用较低介电常数的溶剂。
电离,表现为强酸,因此水是这些酸的拉平溶剂。
如果在碱性较弱或酸性较强的溶剂中,这 些酸的解离倾向就会受到限制,从而使它们的 酸性强度有可能加以区别。这种能区分酸的强 弱的作用称为区分效应。 例如HClO4, HI, HBr, HCl 在水中完全按 下式解离: HX + H2O→ H3O+ + X表现为强酸性,在水溶液中这些酸被拉平了, 但在酸性比水强的溶剂中。
溶剂的拉平效应和区分效应
若是几种酸分别溶于同种溶剂中时,如果 酸中的 质子均完全解离变为溶剂化质子,则这几种酸在这一 溶剂中均表现为强酸,那么就称这些酸被溶剂拉平了,
即它们原有的酸性强度差别因溶剂无法区别而被拉平。
这种将各种不同酸的强度拉平到溶剂化质子水平的作 用称为拉平效应。
如 HClO4、H2SO4、HNO3、HCl在水中都完全
溶剂的分类
(1)按溶剂本身性质分类: 极性溶剂:二氯甲烷、DMSO、丙酮、醋酸乙酯
非极性溶剂:二硫化碳、四氯甲烷 惰性溶剂:苯、二氯乙烷 溶剂化溶剂: 水
极性溶剂 是由那些具有偶极矩的分子,即极性分 子组成的。具有较大的μ值,介电常数高,溶 剂化倾向大等特点。
溶剂的极性通常与溶剂的介电常数(ε/F·m-1) 联系起来,用介电常数划分溶剂的类型。 ε>15 F· -1称为极性溶剂 m ε<15F· -1称为非极性溶剂 m
的钠离子(Na+)和氯离子(Cl-),即氯化钠被
水溶剂化。
2.溶剂化的本质
一个极性溶剂分子有带部分正电荷的正端和带部分
负电荷的负端,如R-O-H。正离子与溶剂的负端,负 离子与溶剂的正端互相吸引,称为离子-偶极作 用,也称为离子-偶极键。离子-偶极作用是溶剂 化的本质,一个离子可形成多个离子-偶极键,结 果是离子被溶剂化,被溶剂分子包围。
常用溶剂的介电常数
惰性溶剂是指溶剂分子和溶质分子间相互作用很小 的溶剂,也称疏质子溶剂。 溶剂化溶剂是指溶剂分子与酸或碱分子发生明显的 相互作用的溶剂。
练习题
下列溶剂哪些是极性溶剂?哪些是非极性溶
剂?
CH3OH 液NH3 (CH3)2S=O CS2
极性溶剂:
非极性溶剂:
(2)根据溶剂亲质子能力
醇类:低级醇类:如甲醇、乙醇、丙醇、叔丁醇, 室温下与任何比例的水互溶。在水中的溶解度 伯醇<仲醇< 叔醇。
醚类:最常用的是乙醚,但其沸点低、挥发度大百度文库 具有麻醉作用,使用时须小心,一般在萃取中 使用较多。
酮类:如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环乙 酮,其化学稳定性好。 酯类:用作稀释剂和萃取剂,如乙酸的酯类。但大 多酯类易水解,磷酸酯对水解相对稳定,如磷 酸三丁酯使用日趋增多。
4、层析:常用的层析又分薄层层析和柱层析,但 都需要溶剂来展开(又称展开剂),用以分离 较难分离的混合物。
5、清洗:从金属、织物或其它物质上清洗去沾污 物。化学反应得到的产物通常也要用不同的溶 剂洗涤,除掉大部分杂质,以得到较纯的产物。
三、溶剂的性能指标
水:是一种最常用且特殊的溶剂,它具 有高极性和高介电常数,溶剂化倾 向大,并通过氢键使分子有一定程 度的规则排列。相反饱和烃类的性 质则处于另一极端,其余有机溶剂 的物理和化学性质介于这两个极端 之间。溶剂的性质常用下列指标描 述。
二、溶剂的功能
通常有以下几种: 1、萃取提纯:从混合物中萃取出某一固体或液体, 以达到提纯之目的。 2、化学反应场所:绝大多数的化学反应都借助不 同的溶剂来进行,对于同一个反应不同的溶剂 会有不同的效果,某些能促进反应而另外一些 可能抑制反应,甚至不发生反应。 3、用作涂料或其它高分子化合物的载体,以调整 粘度。

溶 质 HOAc HNO3 HClO4 H2O (l) 弱酸性 强酸性 强酸性 NH3 (l) 强酸性 强酸性 强酸性

H2SO4 (l) 碱 性 弱酸性 弱酸性 HF(l) 碱 性 酸 性 酸 性
欣赏一首歌曲:
乡村屌丝MV——《够坚强》


溶剂萃取是溶剂的另一大用途,它是一种分离过 程。根据用溶剂处理的物质性质(气体、固体),萃 取分为气体吸收,液—液萃取,液—固萃取。 炼油气或天然气用一(或二)乙醇胺处理除去 H2S——气体吸收。 从苯,甲苯或二甲苯生产的产品中用乙醇-水,N— 甲基吡咯酮—乙二醇等萃取芳香族化合物——液一液 萃取。 将硫酸通过矿床,从矿石中渗洗出硫酸铜—— 液—固萃取:采用液体溶剂从固体中分离出一种或多 种溶质。
电极反应 Eθ/V 电极反应 Eθ/V -------------------------------------------------------------------------------------Li+ + e – → Li -2.34 LiNH2 + e- → Li + NH2- -2.70 K+ + e - → K -2.04 K+ + e - → K -2.04 Na+ + e- → Na -1.89 NaNH2 + e- →Na + NH2- -2.02 NH4++e-→NH3+1/2 H2 0.00 NH3 + e- → NH2- + 1/2 H2 -1.59 Cu+ + e- → Cu 0.36 1/2 N2+2NH3+3e-→3NH2- -1.55 1/2 I2(s) + e- → I1.26 1/2 I2(s) + e- → I1.26 -------------------------------------------------------------------------------------
相关文档
最新文档