3几种常见的非水溶液
3. 1 液氨 液氨的亲质子性比水强得多,作为溶剂研究得 也较多,常被看作是碱性溶剂的代表.
(1) 液氨中的酸碱反应. 液氨的自身离解反应为:



所以在液氨体系中最强的酸和碱就是NH4+ 离子和NH2-离子. 由于 氨的碱性比水强,所以氨的共扼酸NH4 +远比水的共扼酸H3O+ 的酸 性弱,而其共扼碱NH2 - 则远比水的共扼碱OH- 的碱性强. 因此在水 中呈弱酸性的物质,在液氨中呈强酸性. 如醋酸在水中为弱酸,在液 氨中则表现为强酸,而且可被液氨溶剂拉平为NH4 +. 铵盐的液氨溶 液与活泼金属反应,如同酸的水溶液与比较活泼金属反应一样产生

K＝10－4 K＝10－5 K＝10－2


3、性质： 由于硫酸有提供H＋的强烈倾向。大多数在水中作为酸的物质，在 硫酸中不显酸性而作为碱如： CH3COOH＋ H2SO4 ＝ CH3COOH2－＋ HSO4－ HNO3＋ H2SO4 ＝ HSO4－ ＋ H3NO3－（ HNO3为弱酸，硝化反应形 成基） 在水中酸性很强的HClO4,H2S2O7,HSO3F在硫酸中表现为弱酸 HClO4 ＋ H2SO4 ＝ ClO4－＋ H3SO4＋ 4、应用特点： 是使溶质质子化，对许多含氧和羟基的溶质，可借质子化以H3O＋ 的形式除去H2O。 (C6H5)3COH+ H2SO4 ＝ (C6H5)3C－ ＋ H3O＋ ＋ HSO4－
氢气:

液氨中碱类物质可以氨基化钾( KNH2 ) 为代表(类似水中的NaOH 及KOH) ,由于NaNH2 在液氨中溶解度比较小,故多用KNH2 与金属 离子反应时常生成金属的氨基化物、亚氨基化物或氮化物沉淀,这 与水中生成的金属氢氧化物沉淀的反应相类似. 如:

这些反应可以用来制备贵金属的氨化物. 在液氨体系中许多氨基化 物或亚氨基化物沉淀,可溶于过量的氨基化钾溶液生成氨基配合物,
3 溶剂的选择


2.1掌握溶剂处于液态时的温度范围.
即掌握溶剂的熔点和沸点.因为通常总要求在溶剂体系中进行的化学反应 能在常压下保持液态，这样可以在操作上带来很大方便.一种溶剂在常压 下熔、沸点的温度范围，便是该溶剂在常压下的液态范围.水作为溶剂的 优点之一，就在于它在常压下的液态范围为0一100℃，非常便于在室温 下操作.


应用和研究非水溶剂的化学前景非常广阔
有机化学工作者很早就应用非水溶剂进行各种有机合成工作,发展了大量 的有机及无机的非水溶剂,HF、H3SO3F等无机物就曾较早的在有机合成 中得到应用. 生物化学工作者也常用一些非水溶剂来做为某些生物化学反应的介质. 冶金工作者对于那些活泼性强的金属,是不能用电解其盐的水溶液来制取 的,于是发展了熔融盐的电解来制取碱金属、碱土金属以及铝等活泼金属。 使得高温熔融物体系作为一大类非水溶剂而发展起来. 分析化学工作者应用非水溶剂分析测定那些在水溶液中不能进行测定的 物质。非水溶剂用于无机合成,主要是用于制取那些在水溶液中不能制备 的物质。另外,萃取分离技术也广泛应用于各种非水溶剂. 由于非水溶剂的应用日趋广泛,也促使物理化学工作者对于溶剂和溶液性 质进行研究,同时开展了有关物理化学数据的测定和积累工作,以利于指导 实践.
3.3 非水溶剂

众所周知，大多数无机化学反应，主要是在水溶液中进行的.然而， 当以其它溶剂代替水时，却可以得到与水不同的反应结果 .许多在 水中不能发生的反应，在其它溶剂中则可以发生或者向相反方向 进行，这不仅在理论上引起了化学工作者的兴趣，而且必将对工 农业生产和科学实验有重要指导意义.因此对非水溶剂的研究已经 成为化学领域的重要课题.



1.2根据溶剂亲质子的性能分类
这种分类是与酸碱质子概念紧紧相联系的，其基础在于形成溶剂 化质子的能力.由于溶剂亲质子性能不同，又可将溶剂分为三类. 1.2.1碱性溶剂—容易接受质子形成溶剂化质子的溶剂.如氨、麟、 胺类及其衍生物. 1.2.2酸性溶剂—很难接受质子形成稳定的溶剂化质子，却很容易 给出质子的溶剂，如无水硫酸、醋酸、氟化氢等. 1.2.3非质子传递溶剂—既不给出质子又不接受质子的溶剂.如丙酮、 苯、四氯化碳等. 这种分类方法的优点在于可以直接应用酸碱质子论来讨论溶剂中 发生的种种现象.


2. 质子性溶剂的质子自递反应及质子自递常数 K s 质子自递反应及 K s 质子性溶剂（以 SH 表示）都发生质子自递反应，质子自 递反应的平衡常数称质子自递常数，用 K s 表示。质子自 递反应为：

3. （1） 拉平效应
在两性溶剂 SH 中，最强的酸是 ，比 更强的酸都被 拉平到 的水平；最强的碱是 S- ，比 S- 更强的碱都被拉平 到 S- 的水平。此现象称为拉平效应，这种溶剂称为拉平 性溶剂。例如 HClO4 、 H2SO4 、 HCl 和 HNO3 的强度是 有差别的，其强度顺序为HClO4>H2SO4>HCl>HNO3 ，但 在水溶液中看不到它们之间的强度有什么差别。它们的酸 的强度，全部被拉平到 H3O+ 的水平。这种将各种不同强 度的酸 ( 或碱 ) 拉平到溶剂化质子 ( 或溶剂阴离子 ) 的现 象，称拉平效应，这时溶剂水被称为这几种酸的拉平性溶 剂。


2.2 溶剂的介电常数.
要形成溶液，必须要求溶质能溶于溶剂.而溶解过程中溶质和溶剂的相互 作用极为复杂，除了经验的相似相溶原理之外，目前尚无定量理论来计 算，只有一些在简单的假设前提下进行的粗糙讨论.
1920年Bom提出溶剂化能和Bom方程式 式中△G表示一个离子从真空迁移到溶剂中自由能改变，即溶剂化能.r为 离子半径，ε为溶剂介电常数.通过此公式可以看出:一般说ε值越小，离子 型或极性共价型化合物溶解度越小。但应考虑偶极矩、氢键的形成、配 位作用等因素。

一般认为:第一是在稀溶液中,金属原子基本上离解为 溶剂化阳离子和溶剂化电子:

M + (am) 及e - (am) 分别为氨合金属阳离子和氨合电 子,氨合(溶剂化) 电子占据氨分子所围成的空穴. 这类 溶剂化电子具有不成对电子的性质,故溶液显顺磁性.


二是随着金属浓度的增大,氨合金属离子有和氨合电子结合的趋势, 形成M2 、M3 等聚集体或称簇状物,此时溶液中未成对电子的百分 率减少,溶液的摩尔磁化率随之降低. 三是在浓溶液中,氨合金属离子与氨合电子结合,如同熔融的金属一 样,其密度低于稀溶液,电导及磁化率也与纯金属接近,故有“稀释的 金属”之称. 有些金属的液氨溶液,在一定温度和浓度范围内存在两 个互不相溶的平衡液相. 较重的液相呈蓝色,其中金属的浓度较小; 较轻的液相呈古铜色,其中金属的浓度较大. 这种有趣的事实已见于 钠、钾、钙、锶和钡等金属的液氨溶液. 四是所有金属的液氨溶液 均不太稳定,长期放置或在催化剂如Pt 、Fe、Fe2O3 等存在时便会 分解. 以碱金属为例,其反应为:




2.3酸—碱性质、酸碱性质的范围由溶剂决定，应注意溶剂的拉平 效应. 2.4自偶电离.在溶剂中将有溶剂分子和由自偶电离过程形成的正、 负离子. 以上四点正是水所具备的，水的介电常数ε为78.36，是强极性分子， 可以与许多离子发生离子—偶极作用和配位作用. 例如: 生成〔Cu(H2O)4〕2+，又能和F-、Cl-、OH-等离子形成较强 的氢键。所以水是理想的溶剂。然而有些反应在水中不能发生而 却能在其它溶剂中发生，甚至发生与水中相反的反应，无疑非水 溶剂的研究必然对科学实验和工农业生产产生重大的影响。
这是液氨体系中的两性反应. 如:
这也与水中某些两性氢氧化物可溶于过量的碱溶液的反应相类似.

(2) 金属的液氨溶液及其反应. 液氨作为溶剂的特异之处是它能够溶解碱金属、碱土金属、铝以 及某些稀土等活泼金属,所得的溶液都呈蓝色. 把这些溶液稀释都具 有相同的吸收光谱而与溶解的金属无关. 这些金属的氨溶液还都具 有良好的导电性. 高浓度时溶液呈古铜色,其导电性接近于金属. 这 些现象都曾引起化学家们的莫大兴趣,进行了大量的研究.

（ 2 ）区分效应
在溶剂 SH 中，对于比 更弱的酸，能分辨其强弱， 对于比 S- 更弱的碱，能分辨其强弱，这种现象就是区分 同一种溶剂，对于某一些物质是拉平性溶剂，而对另 一些物质，则可能是区分性溶剂。例如，对于 HClO4、 H2SO4 、 HCl 和 HNO3 来说水是拉平性溶剂，而对于 HCl 、 HAc 、 HCN 来说水则是区分性溶剂。溶剂的酸碱 性越弱，其区分效应越大。惰性溶剂没有明显的接受质子 的现象，故无拉平效应，是很好的区分性溶剂。

醋酸锌在醋酸溶液中呈两性,因为它微溶于醋酸,但却 易溶于HCl 和NaAc 的醋酸溶液:

这两个反应类似于水溶液中Zn (OH) 2 溶于HCl 或 NaOH 的反应.醋酸对于有机化合物是良好的溶剂,并 广泛地用作那些要求酸性比水强而在水中又不能发生 的反应介质.


3.3硫酸
1、特点： （1）具有较大的粘度，这是由于硫酸分子间形成氢键而有较 高缔合，溶质在硫酸溶剂中溶解和结晶都比较慢，并且较难从 结晶产物中除去残留的溶剂。 （2）介电常数比水高，是离子化合物的较好溶剂 。 （3）是较强氧化剂，易被氧化物质不能用硫酸作溶剂。 2、H2SO4的电离： 2 H2SO4 ＝ HSO4－ ＋ H3SO4＋ 2 H2SO4 ＝ H3O＋ ＋ HS2O7 － H2S2O7 ＋H2SO4 ＝ H3SO4＋ ＋ HS2O7－



1 溶剂的分类Fra bibliotek1.1根据溶剂分子中所含的化学基团分类：
从分子的组成结构特征来估计同一类溶剂分子的极性大小，从而 估计它们对有机物和无机物的溶解能力 例如:水和醇做比较，由于醇被看作是水分子中一个氢原子被有机 基团所取代，其分子的极性必定比水弱，因而醇对无机物的溶解 能力一般比水弱，而对有机物的溶解能力一般比水强.