Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
05/10/55
1
เคมในสารละลายทไมเคมในสารละลายทไมใชใชนานา
ตวทาละลายนกเคมอนนทรย เรมสนใจและทาการศกษาตวทาละลายทไมมขวเพมขน เชน NH เหลว H SO Glacial acetic acid SO และอโลหะเพมขน เชน NH3เหลว H2SO4 Glacial acetic acid SO2 และอโลหะalkaline ซงจะเกยวของกบทฤษฎกรด-เบส โดยมกถกวเคราะหความเปนกรด-เบส
• ตวทาละลายไมใชนาทมโปรตอน (Protonic Nonaqneous Solvents) ไ โป ( )• ตวทาละลายไมมโปรตอน (Aprotonic Solvent)
• เกลอหลอมละลาย (Molten Salts)• ตวทาละลายอนทรย (Organic Solvents)
1.Ammonia เหลว แสดงสมบตคลายนา ซงเกดพนธะ H ระหวางโมเลกลของมนเอง แตเกดนอยกวา ป
ตวทาละลายไมใชนาทมโปรตอน (Protonic Nonaqneous Solvents)
นา จดเดอด จดหลอมเหลว คา dielectric constant ตากวานา จงเปนตวทาละลาย อเลกโทรไลตทดนอยกวานา และเปนตวทาละลายทไมดสาหรบสารประกอบเชงไอออน
Descriptive Inorganic Chemistry, James E. House,Kathleen A. House
• เกลอ ammonia โดยไมคานงถงสวนทเปนไอออนลบ•ไอออนทถกทาใหเกดสภาพมขวไดและ molecule ของธาตบางชนด
เกลอทละลายไดใน Ammonia ไดแก
•ไอออนทถกทาใหเกดสภาพมขวไดและ molecule ของธาตบางชนด เชน I2•ไอออนโลหะทเกดสารประกอบเชงซอน amine เชน Ni2+, Cu2+, Co2+, Pd2+ หรอ Pt2+, เกลอ nitrate, nitrile, cyanide, thiocyanate
ป ปยกเวน F-, OH-, Oxide, SO42-, PO4
3-, SO32-, CO3
2- เปน ion ทมประจสง หรอ ความหนาแนนประจสงจะไมละลาย การละลายของสารประกอบ halide จะลดลงจาก I- (ถกทาใหมสภาพขวไดงาย) ไปยง Cl- โดยท Chloride ของโลหะ Na และ Be เทานนทละลายได
05/10/55
2
ปฏกรยาทเกดขนกรด-เบสการแตกตว 2NH3 NH4
+ + NH2-
กรด เบสกรด เบส (NH4
+ salt) (amides)การละลายของเกลอ ammonium โลหะออกไซด และไฮดรอกไซดในแอมโมเนยNH4Cl + NaOH NaCl + NH3 + H2O2NH4NO3 + CoO Co(NO3)2 + 2NH3 + H2O
Co2+ อยในรป [Co(NH3)6]2+
ปฏกรยาแอมโฟทรกในตวทาละลายแอมโมเนย ไดแกZn(NO3)2 + 4NH3 Zn(NH2)2 + 2NH4NO3
ตะกอนขาวZn(NH2)2 + 4NH3 (NH4)2[Zn(NH2)4]
ละลาย
กรดทกตวเมออยในนา จะมคา pKa < 12 ถกจดใหมความแรงเทากบ NH4
+ ในตวทาละลาย ammonia และทาตวเปนกรดแกใน ammonia โมเลกลทไมไดแสดงความเปนกรดในนาอาจแสดงความเปนกรดใน ammoniaใน ammoniaNH2CONH2 + NH3 NH4
+ + NH2CONH- (กรดออน)
2. ปฏกรยาเมตาทตคลอ (metathetical) หรอปฏกรยาตกตะกอนเมอสองไอออนถนามาสมผสกนในสารละลายหนงและใหคาผล
คณการละลายตาจะเกดการตกตะกอนNaCl + KI KCl + NaI2 NH4I + Zn(NO3)2 ZnI2 + 2NH4NO3
3. ปฏกรยาซอลโวไลซส เรยกวา ammonolysis หรอ ammonolytic คลายกบปฏกรยาไฮโดรไลซสในนาCl2 + 2NH3 NH2Cl + NH4
+ + Cl-
HgCl2 +2NH3 HgNH2Cl + NH4+ + Cl-
2 3 2 4การวดคา pH ของแอมโมเนยเหลว จะมสเกลคอ
pH = 0 ม NH4+ เขมขน 1 M
pH = 13.5 เปนกลาง นนคอ [NH4+ ] = [NH2
- ]
4 ปฏกรยาการเกดสารประกอบเชงซอน 4. ปฏกรยาการเกดสารประกอบเชงซอน คลายกบปฏกรยาทเกดในนา
AgNO3 + NH4CH AgCN + NH4NO3AgCN + NH4CN NH4[Ag(CN)2]
05/10/55
3
5. ปฏกรยารดอกซในตวทาละลายแอมโมเนยไมมสารออกซไดซทแรงอย
Nitric acid ซงเปนสาร oxidized เมออยใน ammonia เหลว มนจะไมใชตว oxidized อกตอไปเพราะมนจะเปลยนเปนเกลอ ammonium
nitrate สาร permanganate และ dichromate จะเปนสาร oxidized ทออนลง
สารรดวซ จะแสดงความวองไวในปฏกรยามากขนในตวทาละลายแอมโมเนย เนองจากม e- ทถกลอมรอบดวย molecule ของตวทาละลาย ซงจะเกดการถายโอน e- ผานตวทาละลาย (แนวโนมการเสย e-
ของสารรดวซสง)โลหะอลคาไล จงเปนสารรดวซทมกาลงแรงในตวทาละลาย
แอมโมเนย4Na + 2NH3 2NaOH + 2NaNH2
สารละลายโลหะใน ammoniaโลหะอลคาไลหรออลคาไลเอรทธจะละลายและใหสารละลายสนา
เงนเขม และเมอใสโลหะมาก จะเกดสบรอนสลอยอยผวหนาของสารละลาย (ยกเวน Cesium) สมบตเหลานคอจะอยในรปของไอออนบวก [M(NH3)6]+
กรด H SOกรด H2SO42H2SO4 H3SO4
+ + HSO4-
ion หรอ molecule ใดทเปนเบสในนาจะเปนเบสในกรดนดวยOH- + H2SO4 2HSO4
- + H3O+
ion หรอ molecule ใดเปนกลางในนา ในกรดนมนจะรบ H+จากตวทาละลายนและแสดงสมบตความเปนเบส เชน alcohol, urea
C2H5OH + H2SO4 HSO4- + H2OC2H5
+
H2NCONH2 + H2SO4 HSO4- + H2NCONH3
+
Nitric acid และ acetic acid แสดงสมบตเปนเบสHNO3 + 2H2SO4 NO2
+ + 2HSO4- + H3O+
ปฏกรยาเมตาทตคลอ เมอ sulfate และ periodate ของ Na หรอ K ทาปฏกรยากบ
โลหะฟลออไรด ในตวทาละลายน มนจะตกตะกอนของเกลอโลหะ
Na2SO4 + NiF2 NiSO4 + 2NaFNaClO4 + TlF TlClO4 + NaF
ปฏกรยาซอลโวไลซสปฏกรยาระหวางสารประกอบโควาเลนตเฮไลดในฏ
ตวทาละลาย HF ใหโลหะฟลออไรดTiCl4 + 4HF TiF4 + 4HCl
2. ตวทาละลายไมม Proton1) SO2
การแตกตว 2SO2 SO2+ + SO32-
นาไฟฟาทไมด ไมมพนธะ H ไ ใ • เกลอ acetate และ thionyl halide สามารถละลายไดในตวทาละลายน
• เกลอชนดอนละลายได 0.2-2.0% เนองจากการ Solvate ของตวทาละลายออน• สภาพการละลายไดของสารประกอบ halide ลดลงจาก I ----> F• Alkaline และ alkaline earth ละลายไดปานกลาง
โ ไ •เกลอ NH4+, Hg และ Tl, SO4
2-, CN-, SCN- ของโลหะ alkaline ละลายไดเชนกน•พบวา SO2 เปนตวทาละลายทดของสารประกอบ covalent เชน สารประกอบ hydrocarbon และ SO2 และยงใชในการทาใหผลตภณฑทางปโตรเลยมบรสทธ
05/10/55
4
ปฏกรยาทเกดขนใน SO2ปฏกรยากรด-เบสSOX2 + K2SO3 2KX + 2SO2Thi l h lid เบส เกลอ ตวทาละลายThionyl halide เบส เกลอ ตวทาละลายThioyl halide: ละลายใน SO2 ให SO2+ (กรด) และ SO3
2- (เบส)
ปฏกรยาการตกตะกอนBaI + Zn(CNS) Ba(CNS) + ZnIBaI2 + Zn(CNS)2 Ba(CNS)2 + ZnI2ซอลไวโลซสPCl5 + SO2 POCl3 + SOCl2
ปฏกรยาสารประกอบเชงซอนSbCl3 + 3KCl K3[SbCl6]
การตกผลก SO2 ผลกเกลอ เชน NaI.4SO2, KI. 4SO2, BaI2.4SO2 , AlCl3.SO2
ปฏกรยารดอกซปฏกรยารดอกซ6KI + 3SbCl5 2K3[SbCl6] + SbCl3 + 3I2
เกลอหลอมละลาย (Molten Salts)
ตองใชความรอนสงมาก ขอแตกตางของสารละลายนาและเกลอหลอมละลาย
พนธะในเกลอหลอมละลายแขงแรงกวามาก ธรรมชาตของเกลอหลอมละลายจะ stable มาก เกลอหลอมละลายตานทานการถกทาลาย เกลอหลอมละลายมความเขมขนของ i ในตวทาละลาย เกลอหลอมละลายมความเขมขนของ ion ในตวทาละลาย
สง
ชนด โลหะ alkaline halide (Chloride) เชน NaCl
BaF2(ใน NaCl) Ba2+ + 2F-
สารประกอบ Covalent halide2HgCl2 HgCl+ + [HgCl3]-
สารละลายโลหะ เชน สารประกอบโลหะ alkaline สามารถละลายโลหะ alkaline ทสอดคลองกนในประมาณมาก
05/10/55
5
ตวทาละลายอนทรย (Organic Solvent) Benzene, CCl4 มสภาพขวตา เปนตวทาละลายทไมด ซงมแรง ion-induced
dipole ออน ไมสามารถชนะพลงงาน lattice ทมคาสงของสารประกอบเชงไอออนไดตวทาละลายอนทรยทเหมอนนาแตมคา dielectric และ dipole moment ตากวานา เชน ethanol, ether, chloroform สามารถละลายสารประกอบเชงไอออนทมลกษณะ covalent ปนอยดวยชนด 1. Ethanol
ตวทละลายใน ethanol ได ไดแกโลหะเฮไลด (CaCl2, MgCl2), โ โ โลหะ acetate (NiOAc) Co-OAc, Cu-OAc, ammonium acetate เกลอโลหะเงน (AgNO3, AgNO2, KI, KOH, HCl, HBr)การแตกตวของ EtOH
ETOH + EtOH EtOH2+ + EtO-
(กรดแก) (เบสแก)
2. Ether ไดเอทลอเธอร [CH3-O-CH3] พบวาจะใชอเลกตรอนจาก
Oxygen ทาการ Coordinate กบสารอน สารทละลายใน ether เชน Z Cl M ClZnCl2, MgCl2
เปนตวทาละลายทดสาหรบแยกไอออนโลหะออกจากนา เชน FeCl2 ใน 6 M HCl และยเรนวไนเตรตใน 6-10 M กรดไนตรกถกสกดในเชงปรมาณวเคราะหในตวทาละลาย
เปนตวทาละลายทดสาหรบสารประกอบทขาดอเลกตรอน เชน กรดลวอส เนองจากเกด etherate ทเสถยร เชน F3B:OEt2,
RMgX.2Et2O
3. Chloroformเปนตวทาละลายมขว แตไมสามารถ solvate ไอออนไดสารประกอบทยดเหนยวกนแบบ polar covalent หรอ โมเลกลทม
ความสามารถเกดขวไดงาย จะละลายไดดในตวทาละลายน เชน I2 ทาใหมขวไดงาย และโลหะคเลท ไดแก dithiolates acetylacetonateขวไดงาย และโลหะคเลท ไดแก dithiolates, acetylacetonate
Thiol with a blue highlighted The keto and enol forms ofsulfhydryl group. acetylacetone coexist in solution
(hydrogen-bonding solvents, such as water)
Chloroform ไมแตกตวเปนไอออนไดเอง ดงนนปฏกรยา กรด-เบส จงไมเกดขน