8. Сольватация и растворимость неэлектролитов

Растворимость молекул – жидкости, твердые тела, газы.

«Подобное растворяется в подобном»

Similia similibus solvuntur

(«Подобное растворяется в подобном»)

Закон Генри

Растворимость газов при 20 ^оС, 1.013 10⁵ Па, мольные доли 10⁴

Растворитель Газ	Вода	Метанол	Ацетон	Бензол
H2	0.15	1.57	2.31	2.61
N2	0.12	2.35	5.92	4.40
CO	0.13	3.25	8.54	6.24
O2	0.23	3.18	9.25	8.16
CH4	0.24	7.1	22.3	20.7
CO2	6.1	70 (0 oC)	211 (0 oC)	91 (0 oC)
Идеальная растворимость

Приближенное уравнение Шредера, основанное на предположении, что процесс растворения твердого тела можно представить себе как его плавление и последующее смешение с растворителем с образованием идеального раствора:

Растворимость фуллеренов

Растворитель	Растворимость C60,
Этанол	10–7
1,4-Диоксан	4.9 10–6
Бензол	1.1 10–4
Толуол	4.2 10–4
Сероуглерод	6.6 10–4
1,2-Дихлорбензол	1.1 10–3
1,2,4-Трихлорбензол	1.8 10–3

Другая разновидность нейтральных молекул: свободные радикалы

Многие химические реакции протекают по радикальному механизму. Это касается, в частности, окисления углеводородов и других органических соединений, в том числе и некоторых широко используемых органических растворителей.

Гомберг

это пример гомолитического разрыва связи С–С. ²²

Правда, в дальнейшем оказалось, что рекомбинация свободных радикалов протекает по-другому:

В отличие от ионных реакций в растворах, радикальные процессы в гораздо меньшей степени зависят от диэлектрической проницаемости растворителя.

Стабильные радикалы

Ловушки радикалов

9. Электрохимические элементы в неводных средах

Стандартная цепь:

Pt (H₂) | H⁺, Cl^– | AgCl | Ag

Электродная реакция:

(1/2) H₂ + AgCl H⁺ + Cl^– + Ag

Растворитель	, мВ (298.15 К)
Вода	+ 222.4
Метанол	– 10.4
Этанол	– 74.0
Диметилсульфоксид	+ 40.8

Значения в различных растворителях по отношению к водородного электрода (H⁺|H₂) в данном растворителе, принятом равным нулю (25 ^оС), определяют «ряд активности металлов» в данном растворителе.

Но даже эта известная последовательность, хорошо нам знакомая для водных растворов, может несколько изменяться в неводных средах. Так, если в воде (Cu⁺|Cu) = + 520 мВ и (Cu²⁺|Cu) = + 340 мВ, то в ацетонитриле эти величины равны –360 и –260 мВ, соответственно.

В воде (Pb²⁺|Pb) = –130 мВ, а в жидком аммиаке: + 320 мВ.

Плотников – электролитическое получение алюминия

Редокс-процессы. Восстановление углеводородов, например, на РКЭ:

Полярные НДВС-растворители стабилизируют ион-радикалы, и разность потенциалов полуволн довольно большая

К тому же карбанионы в воде и в других гидроксилсодержащих растворителях менее устойчивы