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溶劑性質(zhì)對酸-堿對強度的作用


實驗室k / 2018-07-25

    在酸堿反應(yīng)中,溶劑起兩種作用:一是與離子和分子的普通靜電反應(yīng)(溶劑化),一是作為一種酸或破的特殊反應(yīng)。酸或堿在溶液中的反應(yīng),分兩步進行:先是形成“離子對”,隨后生成自由離子。例如:
    酸:        HA+SH ? SH2+,A- ? SH2++A-
    堿:       SH +B ? BH+, S- ? BH++S-
    常常是,自由離子(例如SH2+和A-)的濃度具有主要的意義。在高介電常數(shù)的溶劑中,大多數(shù)1:1的電解質(zhì)的反應(yīng)平衡遠遠趨向右方;在低介電常數(shù)的溶劑中則否。

溶劑再生裝置流程圖

    在不同的溶劑中,酸對的相對強度可能和在水中不同,它們均依賴于溶劑的堿度和介電常數(shù)。

表2-7  水和一些非水溶劑的介電常數(shù)值

液體 介電常數(shù)
78.3
酒精 25
甲醇 32.6
醋酸 6.1
冰醋酸 21.3
醋酐 20.7
2.3
甲苯 2.38
二氧化碳 2.6
氯仿 4.8
液態(tài)氨 16
醋酸乙酯 6.02
正己烷 1.91
乙氰 36.0
吡啶 12.3
乙二胺 12.9
硝基甲烷 35.8
乙二醇 37.7
乙二醇碳酸酯 81
二烷 2.21

    介電常數(shù)能夠表明溶劑溶解離子化合物的能力。介電常數(shù)越大,則溶劑效力越大。

表2-8  在冰醋酸中的總離解常數(shù)(25°C)

pK pK pK pK

三芐胺

吡啶
二甲基氨基偶氮苯

KAc

5.4

6.10

6.32

6.40

6.14

LiAc

2,5二氯苯胺

尿素

6.79

9.48

10.24

12.53

HClO4

H2SO4

對甲苯磺酸

HCl

4.87

7.24

8.44

8.55

NaClO4

KCl

鹽酸尿素

LiCl

5.48

6.88

6.96

7.08

表2-9  酒精-水的混合物中酸的離解常數(shù)(25°C

酒精

pK值

酒精的重量百分分數(shù)
10 20 35 50 65 80 95 100

醋酸

銨離子
苯銨離子
苯甲酸
一氯醋酸
二甲銨離子
甲酸
柳酸
一乙基銨離子

 

5.13

9.00

4.42

4.77

3.26

10.26

4.02

3.23

10.47

5.43

8.78

4.16

5.24

3.57

9.95

4.24

3.62

10.20

5.84

8.57

3.92

5.76

3.9

9.61

4.60

3.99

9.87

6.29

8.45

3.80

6.19

4.41

9.36

5.01

4.46

9.71

6.87

3.75

6.79

4.98

5.64

5.03

4.19

8.68

10.32

5.70

10.25

9.15

    溶劑的酸性或堿性強度對一種溶液顯酸性或堿性起重要作用。例如一種溶質(zhì)在冰醋酸中就比在乙二胺中更易作為一個堿(質(zhì)子的接受者)。而醋酸當(dāng)硫酸作為溶劑時卻顯堿性,它接受一個質(zhì)子生成H2OAc+。

    由于溶劑堿度的不同,同一物質(zhì)可能產(chǎn)生不同的酸一堿對。例如水的共軛對:作為一種堿是H3O+/H2O,而作為一種酸是H2O/OH-。水可認為是一種兩性溶劑。乙腈也是一種兩性溶劑,但是它的酸性和堿性都比水弱。


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