Неорганический неводный растворитель — растворитель, отличный от воды не являющийся органическим соединением . 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

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 SbF ₅ . Используя эту смесь, можно выделить сопряженную кислоту сероводорода :

H ₂ S + HF + SbF ₅ → [H ₃ S] SbF ₆

Автоионизация

В данных растворителях ограничивающей кислотой является ион сольвония, как например ион H ₃ O ⁺ ( 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 в воде 9,25. Ограничивающим основанием является амид- ион NH ₂ ^- . NH ₂ ^- более сильное основание, чем ион гидроксида, поэтому не может существовать в водном растворе. Значение pKa аммиака, по оценкам, около 34.

Апротонные неорганические неводные растворители

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 SO ₂ , SO ₂ ClF , N ₂ O _{4 ,} представляют собой газы с температурой близкой к комнатной, поэтому с ними обращаются с использованием вакуумных линий .

Такие высокоэлектрофильные соли как IS ₇ ⁺ и BrS ₇ ⁺ получают в растворе SO ₂ . Для получения солей SBr ₃ ⁺ также требуется смешанный растворитель, состоящий из SO ₂ и SO ₂ FCl. Фторид сульфурилхлорида часто используется для синтеза соединений благородных газов .

Автоионизация

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

2 BrF ₃ ⇌ BrF ₂ ⁺ + BrF ₄ ^-

N ₂ O ₄ ⇌ NO ⁺ ( нитрозоний ) + NO ₃ ^- ( нитрат )

2 SbCl ₃ ⇌ SbCl ₂ ⁺ + SbCl ₄ ^-

2 POCl ₃ ⇌ POCl ₂ ⁺ + POCl ₄ ^-

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 SO ₂ относительно несложный, он не самоионизируется.

Примечания