ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
5
таллы – натрий, калий, ртуть, сплав Вуда (50% Bi, 25% Pb, 12.5% Sn,
12.5% Cd; температура плавления 68
0
С).
К наиболее многочисленной группе жидких органических рас-
творителей, широко применяемых в теории и практике растворов элек-
тролитов и неэлектролитов, следует отнести бензол, хлороформ, мета-
нол, этанол, изо-пропанол, трет-бутанол, этилен- и пропиленгликоли и
их эфиры, трибутилфосфат, ацетон и метилэтилкетон, муравьиная и
уксусная кислоты, уксусный ангидрид, этилендиамин, пиридин, фор-
мамид. N,N-диметилформамид, N,N-диметилацетамид, N-
метилпирролидон-2, гексаметилфосфортриамид, пропиленкарбонат,
ацетонитрил, диметилсульфоксид, их смеси и др.
Многие растворители очень трудно (иногда невозможно) полу-
чить в абсолютно чистом виде вследствие их высокой способности
растворять самые разнообразные органические и неорганические ве-
щества. Обычно даже растворители квалификации х.ч. содержат незна-
чительные количества примесей – побочных продуктов синтеза рас-
творителя, воду, кислоты, основания, диоксид углерода, кислород и др.
Малейшее содержание влаги значительно изменяет параметры абсо-
лютного растворителя, так как резко уменьшается рК
s
– показатель
константы автопротолиза растворителя – одно из важнейших свойств,
ответственных за протяженность скачков титрования электролитов в
данном растворителе. Тем самым ухудшаются условия дифференциро-
ванного количественного определения электролитов разной силы и их
смесей.
Единой общепринятой классификации растворителей, тем более
единой теории, не существует. Классификация зависит от их природы,
химических и физических свойств, назначения и т.д.
В физической и аналитической химии, пожалуй, наибольшее
значение имеет классификация, основанная на признаках влияния рас-
творителя на свойства растворенного вещества.
I.1.2. Классификация растворителей по характеру
участия в протонно-донорно-акцепторном
взаимодействии
По характеру участия в протонно-донорно-акцепторном взаимо-
действии и в зависимости от химической природы партнера по реакции
растворители подразделяются на протонные (протолитические) и
апротонные (непротолитические) − не вступающие в протолитиче-
ское взаимодействие с растворенным электролитом.
Протолитические растворители делятся на 3 группы:
6
− кислотные (протогенные);
− основные (протофильные);
− амфипротные (амфотерные).
Кислотные (протогенные) растворители. Эта группа раство-
рителей представляет собой индивидуальные химические соединения,
проявляющие явно выраженные кислотные свойства. Молекулы таких
растворителей склонны к реакциям взаимодействия с основаниями и
оказывают весьма существенное влияние на их силу. Это могут быть
такие растворители, как безводные хлороводородная, бромоводород-
ная, фтороводородная, уксусная, серная, азотная, муравьиная, хлор-
сульфоновая, фторсульфоновая, фосфорная кислоты, гликоли, крезолы
и др.
Схему взаимодействия слабой кислоты HАn (растворенное ве-
щество) с протогенным растворителем НМ можно представить сле-
дующим образом:
HAn + HM ↔ HAn·HM ↔ H
2
An
+
·M
−
↔ H
2
An
+
+ M
−
Например:
CH
3
COOH + H
2
SO
4
↔ CH
3
COOH·H
2
SO
4
↔
↔ CH
3
COOH
2
+
·HSO
4
−
↔ CH
3
COOH
2
+
+ HSO
4
−
Схему взаимодействия растворенного основания В с протоген-
ным растворителем НМ представим так:
B + HM ↔ B·HM ↔ BH
+
·M
−
↔ BH
+
+ M
−
Например:
(CH
3
)
3
N + CH
3
COOH ↔ (CH
3
)
3
N·CH
3
COOH ↔
↔ (CH
3
)
3
NH
+
·
−
OOCCH
3
↔ (CH
3
)
3
NH
+
+ CH
3
COO
−
Как видно из приведенных схем, молекулы одного и того же со-
единения (СН
3
СООН), относящегося к протогенным растворителям,
могут проявлять кислотный характер в отношении оснований
(CH
3
)
3
NH и вести себя как основание в отношении растворителей с
более выраженным протогенным характером (H
2
SO
4
).
Поэтому понятие «протогенный» относится к растворителю
только в отношении определенного партнера, принимающего непо-
средственное участие в процессе кислотно-основного взаимодействия.
Основные (протофильные) растворители. Молекулы таких
растворителей, проявляющих ярко выраженный основный характер,
склонны к реакциям взаимодействия с кислотами и оказывают весьма
существенное влияние на их силу.
Основные (протофильные) растворители по сравнению с такими
растворителями, как вода, спирт, уксусная кислота и другие вещества с
большим сродством к электрону, имеют более высокое протонное
сродство. Напомним, что сродство к электрону − количество энергии,
таллы – натрий, калий, ртуть, сплав Вуда (50% Bi, 25% Pb, 12.5% Sn, − кислотные (протогенные);
12.5% Cd; температура плавления 680С). − основные (протофильные);
К наиболее многочисленной группе жидких органических рас- − амфипротные (амфотерные).
творителей, широко применяемых в теории и практике растворов элек- Кислотные (протогенные) растворители. Эта группа раство-
тролитов и неэлектролитов, следует отнести бензол, хлороформ, мета- рителей представляет собой индивидуальные химические соединения,
нол, этанол, изо-пропанол, трет-бутанол, этилен- и пропиленгликоли и проявляющие явно выраженные кислотные свойства. Молекулы таких
их эфиры, трибутилфосфат, ацетон и метилэтилкетон, муравьиная и растворителей склонны к реакциям взаимодействия с основаниями и
уксусная кислоты, уксусный ангидрид, этилендиамин, пиридин, фор- оказывают весьма существенное влияние на их силу. Это могут быть
мамид. N,N-диметилформамид, N,N-диметилацетамид, N- такие растворители, как безводные хлороводородная, бромоводород-
метилпирролидон-2, гексаметилфосфортриамид, пропиленкарбонат, ная, фтороводородная, уксусная, серная, азотная, муравьиная, хлор-
ацетонитрил, диметилсульфоксид, их смеси и др. сульфоновая, фторсульфоновая, фосфорная кислоты, гликоли, крезолы
Многие растворители очень трудно (иногда невозможно) полу- и др.
чить в абсолютно чистом виде вследствие их высокой способности Схему взаимодействия слабой кислоты HАn (растворенное ве-
растворять самые разнообразные органические и неорганические ве- щество) с протогенным растворителем НМ можно представить сле-
щества. Обычно даже растворители квалификации х.ч. содержат незна- дующим образом:
чительные количества примесей – побочных продуктов синтеза рас- HAn + HM ↔ HAn·HM ↔ H2An+·M− ↔ H2An+ + M−
творителя, воду, кислоты, основания, диоксид углерода, кислород и др. Например:
Малейшее содержание влаги значительно изменяет параметры абсо- CH3COOH + H2SO4 ↔ CH3COOH·H2SO4 ↔
лютного растворителя, так как резко уменьшается рКs – показатель ↔ CH3COOH2+·HSO4− ↔ CH3COOH2+ + HSO4−
константы автопротолиза растворителя – одно из важнейших свойств, Схему взаимодействия растворенного основания В с протоген-
ответственных за протяженность скачков титрования электролитов в ным растворителем НМ представим так:
данном растворителе. Тем самым ухудшаются условия дифференциро-
B + HM ↔ B·HM ↔ BH+·M− ↔ BH+ + M−
ванного количественного определения электролитов разной силы и их
Например:
смесей.
(CH3)3N + CH3COOH ↔ (CH3)3N·CH3COOH ↔
Единой общепринятой классификации растворителей, тем более
единой теории, не существует. Классификация зависит от их природы, ↔ (CH3)3NH+· −OOCCH3 ↔ (CH3)3NH+ + CH3COO−
химических и физических свойств, назначения и т.д. Как видно из приведенных схем, молекулы одного и того же со-
В физической и аналитической химии, пожалуй, наибольшее единения (СН3СООН), относящегося к протогенным растворителям,
значение имеет классификация, основанная на признаках влияния рас- могут проявлять кислотный характер в отношении оснований
творителя на свойства растворенного вещества. (CH3)3NH и вести себя как основание в отношении растворителей с
более выраженным протогенным характером (H2SO4).
I.1.2. Классификация растворителей по характеру Поэтому понятие «протогенный» относится к растворителю
участия в протонно-донорно-акцепторном только в отношении определенного партнера, принимающего непо-
взаимодействии средственное участие в процессе кислотно-основного взаимодействия.
Основные (протофильные) растворители. Молекулы таких
По характеру участия в протонно-донорно-акцепторном взаимо- растворителей, проявляющих ярко выраженный основный характер,
действии и в зависимости от химической природы партнера по реакции склонны к реакциям взаимодействия с кислотами и оказывают весьма
растворители подразделяются на протонные (протолитические) и существенное влияние на их силу.
Основные (протофильные) растворители по сравнению с такими
апротонные (непротолитические) − не вступающие в протолитиче-
растворителями, как вода, спирт, уксусная кислота и другие вещества с
ское взаимодействие с растворенным электролитом.
большим сродством к электрону, имеют более высокое протонное
Протолитические растворители делятся на 3 группы:
сродство. Напомним, что сродство к электрону − количество энергии,
5 6
