Неорганический неводный растворитель - Inorganic nonaqueous solvent

An неорганический неводный растворитель это растворитель кроме воды, это не органическое соединение. Эти растворители используются в химических исследованиях и в промышленности для реакций, которые не могут происходить 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, фтороводород, серную кислоту, а также более специализированные растворители, гидразин и оксихлорид селена.[1]

Протонные неорганические неводные растворители

Выдающиеся члены включают аммиак, фтороводород, серная кислота, цианистый водород. Аммиак (а также некоторые амины) полезны для получения растворов с сильно восстанавливающими частицами, потому что связь N-H сопротивляется восстановлению. Химия электриды и алкалиды полагается на аминные растворители.

Комбинация HF и SbF5 является основой суперкислотный решение. Используя эту смесь, конъюгированная кислота сероводород можно выделить:[2]

ЧАС2S + HF + SbF5 → [H3S] SbF6

Автоионизация

Ограничивающей кислотой в данном растворителе является ион сольвония, например H3О+ (гидроксоний ) ион в воде. Кислота, которая более склонна отдавать ион водорода чем ограничивающая кислота будет сильной кислотой в рассматриваемом растворителе и будет существовать в основном или полностью в диссоциированной форме. Точно так же ограничивающим основанием в данном растворителе является сольват-ион, такой как ОН− (гидроксид ) иона в воде. Основание, которое имеет большее сродство к протонам, чем ограничивающее основание, не может существовать в растворе, так как оно будет реагировать с растворителем.

Например, предельной кислотой в жидком аммиаке является аммоний ион, имеющий pKа ценность в воде 9,25. Ограничивающая база - это амид ион, NH2−. NH2− является более сильным основанием, чем ион гидроксида, и поэтому не может существовать в водном растворе. РKа количество аммиака оценивается примерно в 34 (c.f. вода, 14[3][4]).

Апротонные неорганические неводные растворители

Выдающиеся члены включают диоксид серы, фторид сульфурилхлорида, тетроксид диазота, трихлорид сурьмы, и трифторид брома. Эти растворители оказались полезными для изучения высокоэлектрофильных или сильно окисляющих соединений или ионов. Несколько (SO2, ТАК2ClF, N2О4) являются газами с температурой близкой к комнатной, поэтому с ними обращаются с помощью вакуумные линии.

Генерация [IS7]+ и [BrS7]+ являются иллюстративными. Эти высокоэлектрофильные соли получают в SO2 решение.[5]Приготовление [SBr3]+ соли также требует смешанного растворителя, состоящего из SO2 и так2FCl.[6] Фторид сульфурилхлорида часто используется для синтеза соединения благородных газов.[7]

Автоионизация

Многие неорганические растворители участвуют в автоионизация реакции. В определении кислот и оснований в системе растворителей автоионизация растворителей дает эквивалент кислот и оснований. Соответствующие автоионизации:

2BrF3 BrF2+ + BrF4−
N2О4 ⇌ НЕТ+ (нитрозоний ) + НЕТ3− (нитрат )
2SbCl3 ⇌ SbCl2+ + SbCl4−
2POCl3 ⇌ POCl2+ + POCl4−

Согласно определение системы растворителей, кислоты - это соединения, которые увеличивают концентрацию сольвоний (положительные) ионы, а основания - это соединения, которые приводят к увеличению сольват (отрицательные) ионы, где сольвоний и сольват - ионы, находящиеся в чистом растворителе в равновесии с его нейтральными молекулами:

Растворитель SO2 относительно несложный, он не ионизируется автоматически.

Рекомендации

  1. ^ Одриет, Людвиг Фредерик (1953). Неводные растворители; Применение в качестве среды для химических реакций. Вайли.
  2. ^ Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. п. 682. ISBN  978-0-08-037941-8.
  3. ^ Meister, Erich C .; Виллеке, Мартин; Angst, Вернер; Тонни, Антонио; Вальде, Питер (2014). «Запутанные количественные описания кислотно-основных равновесий Бренстеда-Лоури в учебниках химии - критический обзор и разъяснения для преподавателей-химиков». Helvetica Chimica Acta. 97 (1): 1–31. Дои:10.1002 / hlca.201300321. ISSN  1522-2675.
  4. ^ Silverstein, Todd P .; Хеллер, Стивен Т. (13.06.2017). «Ценности pKa в учебной программе бакалавриата: что такое настоящая pKa воды?». Журнал химического образования. 94 (6): 690–695. Bibcode:2017JChEd..94..690S. Дои:10.1021 / acs.jchemed.6b00623. ISSN  0021-9584.
  5. ^ Murchie, M. P .; Пассмор, Дж .; Вонг, К.-М. (1990). «Гексафторарсенат полисеры йода и брома (V) и гексафторантимонат (V)». Неорганические синтезы. 27: 332–339. Дои:10.1002 / 9780470132586.ch67.
  6. ^ Мурчи, Майк; Пассмор, Джек (1986). «Гексафторарсенат (V) трибромсеры (IV)». Неорганические синтезы. 24: 76–79. Дои:10.1002 / 9780470132555.ch23.
  7. ^ Коппе, Карстен; Билир, Вурал; Frohn, Hermann-J .; Мерсье, Элен П. А .; Шробильген, Гэри Дж. (2007). «Синтезы, мульти-ЯМР-характеристика раствора и реакционная способность [C6F5Xe] + соли слабокоординируемых борат-анионов, [BY4]− (Y = CF3, С6F5, CN или OTeF5)". Неорганическая химия. 46 (22): 9425–9437. Дои:10.1021 / ic7010138. PMID  17902647.

Смотрите также