Классификация растворителей по физическим свойствам. - Синтез фенолфталеина. Исследование растворимости в растворителях с различной диэлектрической проницаемостью
Диэлектрическая проницаемость (ДП) раствора е относится к важнейшим факторам из числа оказывающих наиболее сильное влияние на характеристики протекающего в растворе процесса.
Значения ДП индивидуальных растворителей разнятся в весьма значительных пределах - от ?1,8 (алканы) до 170-180 (N-алкиламиды алифатических карбоновых кислот). Терминология, лежащая в основе градации растворителей по ДП, не во всем определенна и последовательна. Растворители с высокими ДП называют полярными и даже высокополярными, хотя, строго говоря, термин "полярный" относится к ди-польному моменту µ молекулы растворителя, т. е. характеризует не макро - а микросвойство растворителя.
Впрочем, как вытекает из теории, связывающей с µ, в общем случае наблюдается симбатность изменения этих величин. Кроме того, для характеристики растворителей по наличию либо отсутствию дипольного момента у их молекул введена терминология "дипольные" (µ0) и "аполярные" (µ = 0) растворители.
К низкополярным относят растворители, ДП которых находится в интервале = l,8ч12, к среднеполярным -- растворители с = 12ч50, к высокополярным - с > 50. Относительность этого деления заключается не только и даже не столько в этих достаточно произвольно выбранных интервалах, но и в обстоятельстве гораздо более существенном.
Несмотря на достаточно четко устанавливаемую теорией связь между ДП и дипольным моментом индивидуальной жидкости, следует предостеречь от категорически однозначного параллелизма между величинами и µ. Дело в том, что антипараллельная (но не цепочная) ассоциация диполей приводит к падению дипольного момента ассоциатов по сравнению с дипольным моментом одиночной молекулы и, следовательно, к падению ДП жидкости. Вот почему ДП жидкостей, образованных молекулами с относительно большим дипольным моментом, может быть достаточно низка.
Существенное влияние на полярность растворителя оказывают его структурные особенности. Структурированные растворители, как правило, обладают высокой ДП.
Диэлектрическая проницаемость наряду с образованием гомомоле-кулярных химических связей -- один из важнейших факторов, определяющих свойства индивидуальных жидкостей, которые зависят от энергии межмолекулярного взаимодействия. Последняя определяется реактивным взаимодействием, энергия которого зависит от статической ДП (), ДП, экстраполированной на бесконечно большую длину волны () и принимаемой равной ? 1,1 nD, а также дипольного момента µ и молярного объема и:
ER =
Значения энергий реактивного взаимодействия дипольных молекул ряда растворителей приведены в табл.1.
Как подчеркивает М. И. Шахпаронов, реактивное поле полярных молекул не приводит к образованию химических структур (гомомолекулярных ассоциатов), существование которых определяется химическими взаимодействиями. Устойчивость же последних уменьшается с повышением энергии реактивного поля. Энергия реактивного поля объясняет ряд физических особенностей растворителей, и поэтому может быть небесполезным классифицировать растворители по значению -- Er.
Очевидно, что все растворители, чьи молекулы не обладают ди-польным моментом, будут составлять класс безреактивных жидкостей. Растворители с энергией реактивного поля в интервале -- Er = 0ч5кДжмоль -1 составляют класс низкореактивных, в интервале -- Er =5ч15 кДж * моль -1 -- среднереактивных и, наконец, растворители с - ER 25кДж моль -1 составляют класс высокореактивных растворителей. Как правило, высокореактивные жидкости хорошо растворяют как неэлектролиты, так и электролиты, причем последние в них диссоциированы лучше по сравнению с другими классами (по данной системе классификации) растворителей. Объясняется это тем, что у высокореактивных растворителей сочетаются высокие значения ДП и дипольного момента.
Таблица 2 Энергия реактивного поля некоторых растворителей при 298,15 К.
Растворитель |
-ER, кДж моль -1 |
Растворитель |
-ER, кДж моль -1 |
Анилин |
2,9 |
Метилэтилкетон |
3,4 |
Ацетон |
9,1 |
Муравьиная кислота |
5,2 |
Ацетонитрил |
20,9 |
Нитробензол |
17,1 |
Бутиловый спирт |
2,9 |
Нитрометан |
17,5 |
Вода |
18,6 |
Пиридин |
5,7 |
Гексен-1 |
0,15 |
Пропиленкарбонат |
43,8 |
N, N-диметилацетамид |
15,8 |
Пропиловый спирт |
3,6 |
Диметилсульфоксид |
6,4 |
Толуол |
0,05 |
Диметилформамид |
19,5 |
Уксусная кислота |
3,7 |
Диоксан |
0,07 |
Тетрагидрофуран |
2,9 |
1,2 - дихлорэтан |
4,2 |
Хлорбензол |
1,8 |
О - Ксилол |
0,12 |
Этилацетат |
2,45 |
N - Ксилол |
0,05 |
Этиленгликоль |
8,9 |
N-метилацетамид |
24,1 |
Этиловый спирт |
4,7 |
Метилформиат |
4,0 |
По вязкости (точнее, по коэффициенту вязкости ) жидкости подразделяют на низковязкие с < 210-3, средневязкие с = (2ч10)10-3 и высоковязкие с > 10 -2 Па с.
По удельной электропроводимости жидкости подразделяют на "проводящие" жидкости с порядка 102 - 10-1 Cмм-1 и выше; "умеренно проводящие" - с порядка 10-1 - 10-4 и с 10-4 Смм-1 относят к "непроводящим".
Упоминается также классификация растворителей по температурам кипения, в рамках которой растворители подразделяются на низкокипящие (<100°C), среднекипящие (100-- 150 °С) и высококипящие ( > 1 50 0С).
Для классификации растворителей по их способности к испарению предложена относительная шкала, основанная на теплотах испарения. Поэтому различают легколетучие (относительная летучесть < 10), среднелетучие (10--35) и труднолетучие (>35) растворители. Если ориентироваться непосредственно на теплоты испарения, то к легколетучим следует отнести растворители, характеризующиеся теплотой испарения НИсп < 30 кДж моль-1, к среднелетучим - растворители с теплотами испарения 30 - 50 кДж моль-1 и к труднолетучим растворители, у которых теплоты испарения превышают 50 кДж * моль -1 [24].
Таблица 3 Классификация растворителей по диэлектрической проницаемости [20]
СИЛЬНО ПОЛЯРНЫЕ | |||
РАСТВОРИТЕЛЬ |
R |
РАСТВОРИТЕЛЬ |
R |
Вода |
78,30 |
ДМФА |
36,71 |
Этиленгликоль |
37,7 |
Бензонитрил |
26,20 |
Метанол |
32,66 |
Нитробензол |
34,78 |
ДМСО |
46,45 |
Глицерин |
51,7 |
СЛАБО ПОЛЯРНЫЕ | |||
ТГФ |
7,58 |
Уксусный ангидрид |
20,7 |
Диэтиловый эфир |
4,20 |
Бутанон - 2 |
18,51 |
Ацетон |
20,70 |
Пентанон - 2 |
15,38 |
Этанол |
24,55 |
Пиридин |
12,91 |
Уксусная кислота |
6,17 |
Метилацетат |
6,68 |
Пропанол - 1 |
20,45 |
Циклогексанон |
16,10 |
Бутанол - 1 |
17,51 |
Хиналин |
8,95 |
Изоамиловый спирт |
15,19 |
Хлороформ |
4,81 |
Анилин |
6,71 |
Амиловый спирт |
13,9 |
НЕПОЛЯРНЫЕ | |||
1,4 - диоксан |
2,21 |
Циклогексан |
2,02 |
Трихлорэтилен |
3,42 |
Н - пентан |
1,84 |
Бензол |
2,27 |
Дисульфид углерода |
2,64 |
Толуол |
2,38 |
Диэтиламин |
3,78 |
Тетрахлорметан |
2,23 |
Диэтилкарбонат |
2,82 |
Триэтиламин |
2,42 | ||
Н - гептан |
1,92 | ||
Н - гексан |
1,88 |
Похожие статьи
-
Большинство систем классификации растворителей по химическим признакам в явной либо неявной формах учитывает их кислотно-основные свойства. Поэтому самая...
-
Таблица 1 Физические свойства веществ используемых при синтезе [20] Название Формула Внешний вид ТПл, 0С ТКип, 0С Ратсворимость В воде В другом...
-
Особое место в характеристике растворителей занимает диэлектрическая проницаемость. Преимущество последней по сравнению с другими критериями связаны с...
-
Перекристаллизация проводилась по методике, указанной в литературном обзоре (пункт 1.4.4). Была проведена одна повторность. Рисунок прибора изображен в...
-
Основные опасности при перегонке связаны с использованием электрических нагревательных приборов (электроплитки, колбонагреватели). 1. Шнур (нельзя...
-
Основным способом получения фенолфталеина является конденсация фенола с фталевым ангидридом. Данная реакция является частным случаем ацилирования по...
-
В основе метода лежит закон адитивности оптической плотности при соблюдении основного закона светопоглощения. Ход работы 1. Выбор оптимальных...
-
Фенолфталеин - один из наиболее широко используемых индикаторов, особенно при объемном определении слабых кислот. Он обладает рядом преимуществ: не...
-
5.1 Основные опасности при работе с концентрированными кислотами 1. Сильные неорганические кислоты при попадании на кожу вызывают химические ожоги. При...
-
Фенолфталеин - один из наиболее широко используемых в химии кислотно-основных индикаторов. Он относится к триарилметановым красителям, называемых...
-
Так как по ходу выполнения синтеза необходимо будет провести отгон не прореагировавшего фенола с помощью перегонки с водяным паром, необходимо...
-
Бромистый этил представляет бесцветную прозрачную жидкость, обладающую эфирным запахом и сначала сладким, потом жгучим вкусом. Кипит при 38,4°С. В воде...
-
Физические свойства., Химические свойства. - Третья группа периодической системы
Алюминий в свободном виде -- серебристо-белый металл, обладающий высокой тепло - и электропроводностью. Алюминий имеет невысокую плотность -- примерно...
-
Для неметаллов характерно существование газообразных соединений с водородом. У азота таким соединением является аммиак NH3, который состоит из атома...
-
Упрочнение химических связей, соединяющих основные звенья углеродной цепи, под действием акрилонитрильных группы - СН2--СН атомов фтора приводит к...
-
Физические и химические свойства - Сера и ее роль в жизни
Атомы серы обладают уникальной способностью образовывать устойчивые гомоцепи, т. е. цепи, состоящие только из атомов S (энергия связи S-S составляет...
-
Свойства дисперсии и пленок - Синтез полиуретанов
В отличие от ПУ на основе растворителей, частицы должны сначала вернуться в непрерывной органической фазе, прежде чем отдельные полимерные цепи могут...
-
Физические свойства - Свойства аминокислот
Аминокислоты -- бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Многие из них обладают сладким вкусом. Химические свойства: Все...
-
Химия фталоцианина (Рс) и его металлокомлексов (МРс) началась с его случайных открытий фталоцианина. Линстед с сотрудниками были первыми исследователями...
-
Химическое строение, физико-химические и физические свойства лекарственных средств Свойства лекарственных средств в значительной степени обусловлены их...
-
Физические и химические свойства - Магний и его сплавы. Резиновые материалы. Быстрорежущая сталь
Магний - серебристо-белый блестящий металл, сравнительно мягкий и пластичный, хороший проводник тепла и электричества. На воздухе он покрывается тонкой...
-
Физические свойства, Химические свойства - Синтез оксида свинца
Платтенерит. Темно-коричневый, тяжелый, при слабом нагревании разлагается без плавления. Не реагирует с водой. Из раствора осаждается гидрат mPbO2ЧnH2O....
-
Высокая каталитическая эффективность. Отличительной особенностью любого фермента является его чрезвычайно высокая каталитическая эффективность. Так,...
-
Упорядочение и классификация объектов с противоречивыми признаками
Упорядочение и классификация объектов с противоречивыми признаками Мультимножество или множество с повторяющимися элементами служит удобной...
-
Классификация природных вод и их примесей - Природные воды. Классификация примесей
Природные воды классифицируют по ряду признаков, простейший из них - солесодержание воды: пресная вода - солесодержание до 1 г/кг; солоноватая -...
-
1. Спирты реагируют со щелочными металлами (Na, K и т. д.) с образованием алкоголятов: 2R--OH + 2Na 2R--ONa + H2 Реакция протекает не так бурно, как при...
-
Пластичными массами называют материалы, полученные на основе полимеров, содержащие различные добавки и способные под влиянием температуры и давления,...
-
Строение, физические свойства, значение воды - Свойства водорода
Вода -- самое распространенное соединение водорода. Общая масса воды на нашей планете около 1,4*1018 т. Вода -- это единственное вещество, все три...
-
Газов в гомологическом ряду нет. Это жидкости. Начиная с С12Н25ОН до С20Н41ОН - маслообразные и с С21Н43ОН -- твердые вещества. Ткип СН3ОН=65 °С, Ткип...
-
Физические и химические свойства алюминия, Физические свойства - Алюминий и его свойства
Физические свойства Алюминий в свободном виде -- серебристо-белый металл, обладающий высокой тепло - и электропроводностью. Алюминий имеет невысокую...
-
3. Физические свойства, Химические свойства - Золото
Чистое золото - мягкий металл желтого цвета. Красноватый оттенок некоторым изделиям из золота, например: монетам придают примеси других металлов, в...
-
Целью данной курсовой работы является проведение синтеза ацетата натрия (CH3COONa). Задачами курсовой работы являются: изучение методики неорганического...
-
А) Углерод (С), кремний (Si), германий (Ge), олово (Sn), свинец (РЬ) - элементы 4 группы главной подгруппы ПСЭ. На внешнем электронном слое атомы этих...
-
Физико-химические свойства кремния - Физические и химические свойства кремния
Кремний - это мелкий бурый порошок или серые, твердые, но довольно хрупкие кристаллы (пл. 2,4). В кристаллическом состоянии кремний хорошо проводит...
-
Понятие и классификация спиртов СПИРТЫ (алкоголи) - класс органических соединений, содержащих одну или несколько группировок С-ОН, при этом гидроксильная...
-
Физические свойства меди. Применение в медицине и в народном хозяйстве - Медь
Медь -- тяжелый розово-красный металл, мягкий и ковкий, ее температура плавления 1083° С, является отличным проводником электрического тока и теплоты...
-
Для получения модифицированной квантовой точки (гибридного соединения) были использованы квантовые точки CdS (КТ, QD) с диаметром 2,5 нм и...
-
Технологические свойства метанола Метанол (метиловый спирт) СН3ОН представляет бесцветную легкоподвижную жидкость с температурой кипения 64,65°С,...
-
Как делают бумагу в наши дни - Бумага. Классификация бумаги, ее свойства
Начальным звеном в технологической цепочке изготовления бумаги служит открытый склад древесного сырья, называемый лесной биржей. Такие склады есть у...
-
Физические свойства Таллия - Третья группа периодической системы
. Таллий мягкий металл, на воздухе легко окисляется и быстро тускнеет. Таллий при давлении 0,1 Мн/м2 (1 кгс/см2) и температуре ниже 233 °С имеет...
Классификация растворителей по физическим свойствам. - Синтез фенолфталеина. Исследование растворимости в растворителях с различной диэлектрической проницаемостью