Неорганический неводный растворитель

Неорганический неводный растворительрастворитель, отличный от воды не являющийся органическим соединением[1]. Эти растворители используются в химических исследованиях и в промышленности для реакций, которые требуют специальной среды или не могут происходить в водных растворах. Неорганические неводные растворители можно разделить на две группы: протонные растворители и апротонные растворители. На ранней стадии исследований к неорганическим неводным растворителям относили аммиак, фтороводород, серную кислоту, а также более специализированные растворители, гидразин и оксихлорид селена.

Протонные неорганические неводные растворители

[править | править код]

Основная группа включает в себя аммиак, фтороводород, серную кислоту, цианистый водород . Аммиак (а также несколько аминов) наиболее удобен для получения растворов с сильно восстанавливающими частицами, поскольку связь N-H противодействует восстановлению. Химия электридов и алкалидов опирается на аминные растворители.

Основой сверхкислотного раствора является комбинация HF и SbF5. Используя эту смесь, можно выделить сопряженную кислоту сероводорода :

H2S + HF + SbF5 → [H3S] SbF6

Автоионизация

[править | править код]

В данных растворителях ограничивающей кислотой является ион сольвония, как например ион H3O+ (гидроксоний) в воде. Сильной кислотой в этом случае будет кислота, которая более склонна отдавать ион водорода, чем ограничивающая кислота, и будет существовать в основной или полностью в диссоциированной форме. Точно так же ограничивающим основанием в данных растворителях будет являться сольват-ион, такой как ион ОН- (гидроксид) в воде. Основание, которое имеет большее смещение к протонам, чем ограничивающее основание, не может существовать в растворе, так как оно будет реагировать с растворителем.

Предельной кислотой в жидком аммиаке является аммоний - ион, который имеет значение pKa[2] в воде 9,25. Ограничивающим основанием является амид- ион NH 2-. NH2- более сильное основание, чем ион гидроксида, поэтому не может существовать в водном растворе. Значение pKa аммиака, по оценкам, около 34.

Апротонные неорганические неводные растворители

[править | править код]

Основными представителями являются диоксид серы, фторид сульфурилхлорида, тетроксид диазота, трихлорид сурьмы и трифторид брома . Эти растворители оказались полезными для исследования высокоэлектрофильных или сильно окисляющих соединений или ионов. Некоторые из них, такие как SO2, SO2ClF, N2O4, представляют собой газы с температурой близкой к комнатной, поэтому с ними обращаются с использованием вакуумных линий .

Такие высокоэлектрофильные соли как IS7+ и BrS7+ получают в растворе SO2. Для получения солей SBr3+ также требуется смешанный растворитель, состоящий из SO2 и SO2 FCl. Фторид сульфурилхлорида часто используется для синтеза соединений благородных газов.

Автоионизация

[править | править код]

В реакциях автоионизации участвуют многие неорганические растворители. Автоионизация растворителей дает эквивалент кислот и оснований в определении кислот и оснований в системе растворителей. Соответствующие автоионизации:

2BrF3 ⇌ BrF2 + + BrF4 -[3]
N2O4 ⇌ NO + (нитрозоний) + NO3 - (нитрат)
2SbCl3 ⇌ SbCl2 + + SbCl4 -
2POCl3 ⇌ POCl2 + + POCl4 -

Согласно определению системы растворителей, основаниями считаются соединения, которые приводят к увеличению сольватных (отрицательных) ионов, где сольвоний и сольват являются обнаруженными ионами в чистом растворителе в равновесии со своими нейтральными молекулами, а кислотами являются соединения, которые увеличивают концентрацию положительных (сольвониевых ) ионов:

Растворитель SO2 относительно несложный, он не самоионизируется.

Примечания

[править | править код]
  1. Самый обширный класс неводных неорганических растворителей составляют расплавленные соли; их используют в качестве хорошей среды ... - Большая Энциклопедия Нефти и Газа. www.ngpedia.ru. Дата обращения: 3 февраля 2021.
  2. Основы химии: что такое pKa? Основы химии: что такое pKa? (11 ноября 2019). Дата обращения: 3 февраля 2021. Архивировано 9 февраля 2021 года.
  3. Химический каталог >> Синтезы неорганических соединений. Том 2 стр 109. www.ximicat.com. Дата обращения: 3 февраля 2021. Архивировано 8 февраля 2021 года.