Menu

Растворяется ли ацетон в воде: Можно ли смешивать ацетон с водой? Как определить, в домашних условиях, разбавлен ли ацетон водой?

Содержание

Ацетон растворимость в воде — Справочник химика 21

    Классификация двухкомпонентных растворов летучих жидких веществ. Основные признаки идеальных и предельно разбавленных растворов. Жидкие вещества при обычных условиях могут смешиваться друг с другом в любых соотношениях или ограниченно. В данной главе преимущественно будут рассмотрены законы равновесия между жидкой и паровой фазами систем, образованных двумя достаточно летучими и неограниченно растворимыми друг в друге компонентами. Раствор ацетона в воде-—пример подобной двойной (бинарно й 1 ж и д к о й системы. [c.179]
    Если растворитель не образует с водой азеотропных смесей и разница между температурами их кипения достаточна, то их можно разделять фракционной перегонкой (например, смесь ацетона с водой). Растворители, образующие азеотропную смесь с водой, но обладающие относительно невысокой растворимостью в воде и воды в них (дихлорэтан, нитробензол и др.
), можно легко регенерировать из водных растворов. Ббльшая часть избирательных растворителей, используемых в практике очистки нефтепродуктов, от-.носится к третьей группе растворителей, образующих с водой смесь с постоянной температурой кипения и имеющих относительно высокую растворимость в воде и воды в них (крезолы, фурфурол, фенол, метилэтилкетон и др.). Для их разделения пользуются значительной разницей в концентрациях растворителя в парах азеотропной смеси и в жидкой фазе охлажденного конденсата, состоя- [c.106]

    Растворимый полиакриламид с высоким молекулярным весом получают также полимеризацией акриламида в смеси растворителей, состоящей из ацетона и воды, содержание которой в смеси должно быть не более 10 %. Концентрация мономера в смеси растворителей составляет 10-25 %. Полимеризацию проводят в присутствии перекиси циклогексанона или гидроперекиси кумола. Например, в автоклаве емкостью 1000 л в смеси, состоящей из 510 кг ацетона и 30 кг воды, растворяют 60 кг акриламида и при температуре 30 °С под давлением азота 1-2 ат вводят 120 мл 50 %-го раствора циклогексана в циклогексаноне и 2,4 л 10 %-го кислого сернокислого натрия. Добавление инициатора повторяют ежечасно. После четырехчасового индукционного периода начинается полимеризация, которая заканчивается через 4 ч. Во время полимеризации температуру поддерживают равной 40 С. Полимер выпадает в виде мелких зерен и полностью растворяется в воде. 

[c.58]

    Карамелизация (разложение) наступает при нагревании свыше 200 °С. Хорошо растворяется в воде. Растворимость с повышением температуры возрастает. В метиловом, этиловом спиртах и неполярных растворителях не растворяется. Умеренно растворим в этилацетате, пиридине, анилине, жидком аммиаке, смесях ацетона с водой. [c.40]

    Второй существенной особенностью органических осадителей является нередко малая растворимость самих реактивов в воде и значительная растворимость образующихся осадков в органических растворителях. Так, а-нитрозо-р-нафтол в воде почти нерастворим, диметилглиоксим и оксихинолин мало растворимы и т. д. Поэтому многие органические осадители применяют в виде растворов в неводных растворителях (спирт, ацетон и т. д.). Однако при введении вместе с реактивом больших количеств спирта или ацетона растворимость образующихся осадков увеличивается. 

[c.105]


    Добавка органического компонента (ацетона) к воде резко и по-разному для каждого электролита понижает его растворимость в обеих фазах. Следовательно, в системе набухший ионит — равновесный бинарный раствор почти для любой пары электролитов могут быть достигнуты резко различающиеся значения коэффициентов распределения при соответствующим образом подобранной концентрации органического компонента в бинарном растворителе. [c.153]

    Иодбензол по мере образования удаляют из смеси перегонкой с водяным паром. Иодобензол представляет собой бесцветное твердое вещество, которое плавится, разлагаясь со взрывом, при 237 °С. Он практически нерастворим в бензоле и ацетоне, растворимость в воде прн 100 °С составляет 12 г л. Иодобензол может быть получен и путем окисления хлористого иодбензола раствором гипохлорита натрия (выход 87- 92%). 

[c.339]

    В связи с этим исследовали растворимость воды в растворителе ацетон-МТБЭ (30 70) и этого растворителя в воде. Из справочных данных известно, что ацетон и вода взаимно растворимы в любых соотношениях, а МТБЭ растворяет при температуре 20°С около 1,5% воды и вода — около 4,8% МТБЭ. [c.11]

    Представляет собой белый (иногда слегка желтоватый) кристаллический порошок, хорошо растворяющийся в этиловом и метиловом спиртах и ацетоне. Растворимость в 100 г воды составляет при 20° С 144 г, а при 100° С — 208 г. [c.121]

    Диизопропиловый эфир можно заменить диэтиловым эфиром, однако недостатком этого растворителя является большая растворимость его в воде. После выпаривания соединенных органических слоев в вакууме при температуре ниже 40° остается в количестве около 5% (считая на серный ангидрид) 2,4-дифенил-бутан-1,4-сультон, который можно очистить (выход 60%) перекристаллизацией из смеси ацетона и воды т, пл. 147—149°. Выход сультона можно повысить примерно до 25%, считая на чистый препарат, если взять 3 моля стирола на 1 моль серного ангидрида. 

[c.60]

    Если очищаемое вещество хорошо растворяется при нагревании в одном растворителе, но не кристаллизуется из него при охлаждении, а в другом растворяется очень плохо, то следует пробовать кристаллизовать вещество из смеси этих растворителей Для этого вещество растворяют в небольшом количестве первого растворителя при нагревании. Затем к горячему раствору прибавляют второй до тех пор, пока не появится помутнение. Эту смесь нагревают до исчезновения помутнения и сильно охлаждают Выделяется чистое вещество, которое отфильтровывают. Часто используют следующие смеси взаимно растворимых веществ этиловый спирт и вода, этиловый спирт и бензол, бензол и петролейный эфир, ледяная уксусная кислота и вода, этиловый спирт и эфир, ацетон и вода, ацетон и петролейный эфир, эфир и петролейный эфир и др. 

[c.20]

    Растворитель ацетон-МТБЭ обладает большой гигроскопичностью. Известно, что влияние воды увеличивается с повышением растворимости воды в применяемом растворителе. Снижение растворяющей способности растворителей в присутствии воды объясняется уменьшением действия дисперсионных сил вследствие образования водородных связей. [c.14]

    Учитывая большую гигроскопичность растворителя ацетон-МТБЭ по отношению к растворителю МЭК-толуол, были проведены эксперименты по снижению его растворяющей способности к воде добавлением толуола. В табл. 12 представлены результаты растворимости воды в растворителе ацетон-МТБЭ-толуол (32 48 20) и в растворителе МЭК-толуол (40 60). Содержание воды определялось по методу Карла-Фишера. 

[c.17]

    Растворимость гексогена в смеси ацетона и воды при 20°  [c.389]

    Однако весьма важное промышленное значение имеют и многие пары жидкостей, частично растворимых друг в друге и образующих растворы, относящиеся ко второй группе, например фенол и вода, фурфурол и вода, ацетон и вода, изо-бутиловый спирт и вода, эфир и вода. [c.97]

    Среднее из десяти определений ацетона, содержащего 2,0% воды, составило 2,02%, относительное стандартное отклонение равно 1,6% [30]. Относительное стандартное отклонение из десяти определений воды, проведенных путем измерения диэлектрической постоянной (см. гл. 2), в этом же образце ацетона равно 1,2%. Определенная описанным методом растворимость воды в метилизобутилкетоне при 25 °С составляет 1,87—1,93%. [c.365]

    Хлористый аллил хорошо растворяется в спирте, эфире, толуоле, ацетоне, октане, четыреххлористом углероде. Растворимость хлористого аллила в воде при 20 составляет 0.36%, а растворимость воды в хлористом аллиле — 0.08%. 

[c.184]

    Важное значение имеют смеси жидкостей, частично растворимых друг в друге. Такими смесями являются ацетон и вода, эфир и вода, изобутиловый спирт и вода и многие другие жидкости. [c.29]

    Расчет коэффициентов активности из данных о взаимной растворимости компонентов р а с т в о р а22. По мере того как компоненты раствора химически все более различаются друг от друга, отклонения раствора от закона Рауля возрастают. Большие положительные отклонения приводят в конце концов к ограниченной взаимной растворимости компонентов. Так, в системах спирт — вода метиловый, этиловый и пропиловый спирты полностью смешиваются с водой однако растворы этих спиртов отличаются все увеличивающимися отклонениями от закона Рауля. Бутиловый спирт, для растворов которого в воде характерны очень большие отклонения от закона Рауля, растворяется в ней ограниченно. Аналогично ведут себя и системы кетон — вода. Ацетон и вода смешиваются полностью с умеренными отклонениями от идеальности, тогда как метилэтилкетон и вода ограниченно смешиваются и обнаруживают большие положительные отклонения от закона Рауля. 

[c.94]


    Пример 111-13. Рассчитать распределение ацетона (С) между водой (Л) и хлороформом (В), пренебрегая взаимной растворимостью воды и хлороформа. [c.118]

    Активности ацетона в этих бинарных системах изображены графически в координатах, показанных на рис. 63. Пренебрегая взаимной растворимостью воды и хлороформа, определяем, исходя из условия-равенства активностей ацетона, равновесные концентрации его в обеих фазах  [c.119]

    Рассчитанная кривая распределения вместе с экспериментальными данными Хэнда для температуры 25° С показана на рис. 64. Как видно из графика, хорошее соответствие с опытом достигается при низких концентрациях ацетона, но по мере увеличения взаимной растворимости воды и хлороформа с возрастанием концентрации ацетона расхождение увеличивается. Тем не менее можно сделать вывод, что распределение сильно сдвинуто в сторону хлороформа. Даже такой качественный вывод в ряде случаев может оказаться весьма полезным. 

[c.119]

    Как было показано Г. М. Панченковым и В. И. Горшковым, обмен ионов водорода на катионы Li+, Na+ и К» » в ряду смесей спирта с водой линейно зависит ог / ). Эго является следствием того, что в этих смесях основность растворителя практически остается неизменной Обмен иона водорода на катион в этом случае, как следует из уравнения (8,96), становится подобным обмену двух катионов (уравнение 8,93). Следует заметить, что в смесях ацетона с водой эти авторы уже не наблюдали линейной зависимости. Это находится в согласии с влиянием смесей ацетона с водой на растворимые кислоты и связано с дифференцирующими свойствами ацетона. 

[c.689]

    Давление пара, температуры кипения и азеотропы. Взаимодействие между молекулами в растворах может быть выявлено при построении зависимости давления пара или температур кипения от состава раствора. Отклонения от идеального поведения приводят к появлению на соответствующих кривых максимумов или минимумов. Точнее, положительные отклонения дают максимумы на кривых давления пара, минимумы на кривых температур кипения и азеотропы с минимальными температурами кипения при условии, что разница в температурах кипения компонентов раствора мала по сравнению с величиной отклонения или что разница в параметрах растворимости б достаточно велика. Противоположные закономерности наблюдаются при Отрицательных отклонениях. Смеси соединений, способных к образованию Н-связи, могут давать как положительные, так и отрицательные отклонения от закона Рауля в зависимости от относительной силы Н-связи между одинаковыми и неодинаковыми молекулами в растворе. Например, смесь ацетона с хлороформом дает азеотроп с максимумом температуры кипения, в то время как в случае смеси ацетона с водой было показано, что азеотроп либо вообще отсутствует, либо имеет весьма незначительно пониженную температуру кипения [959]. В первом случае в чистых компонентах Н-связь отсутствует и образуется только после смешения. Это ведет к отрицательным отклонениям от закона Рауля и появлению азеотропа с максимумом температуры кипения. Во втором случае ассоциация воды приводит к конкуренции между двумя типами равновесий. По-видимому, переход от связей вода — вода к связям вода — ацетон вызывает лишь малое суммарное изменение и отклонения, по существу, отсутствуют. Обзор проблемы межмолекулярных сил и обсуждение влияния Н-связи на свойства растворов были даны Роулинсоном [1751, стр. 187]. [c.41]

    Вследствие небольшой растворимости диперекиси ацетона в воде мы применили при исследовании полярографического поведения последней водно-спиртовые смеси на основе этилового и изопропилового спиртов. [c.275]

    Регенерация ацетон-бензол-толуолового растворителя. При регенерации ацетон-бензол-толуолрвого растворителя следует иметь в виду две особенности этого растворителя во-первых, полную растворимость ацетона в воде при весьма малой растворимостп в воде бензола и толуола и, во-вторых, значительную разницу между температурами кипения его компонентов (ацетона 50°, бензола 80,1°, толуола 110,6°). [c.240]

    Эритромицин — белый или белый с кремовым оттенком кристаллический, гигроскопический порошок горького вкуса, без запаха, легко растворим в спирте, эфире, хлороформе, ацетоне. Растворимость его в воде резко снижается с повышением температуры. Наиболее устойчивы водные растворы при pH 7—8. При комнатной температуре в водных растворах при pH не ниже 6,3 и не выше 9,3 препарат устойчив в течение 2 суток. pH раствора определяют потенциометрически. Легко разрушается в растворах кислот и щелочей. Концентрированная серная кислота окращивается в красновато-коричневый цвет. Раствор в ацетоне окрашивается концентрированной соляной кислотой в оранжевый цвет, переходящий в красный н затем в фиолетово-красный. При прибавлении к полученной смеси хлороформа последний окращивается в фиолетовый цвет. [c.714]

    Схема регенерации кетон-бензол-толуоловых растворителей, в которых в качестве кетона используют метилэтилкетон, аналогична описанной выше. При этом несколько изменяется режим процесса в сторону повышения температуры на первых ступенях отгона, поскольку температура кипения металэтилкетона выше, чем ацетона (79,6° при 760 мм рт. ст. против 56,1° для ацетона), г Если на депарафинизационной части установки применяют / МЭК в тех случаях, когда нельзя пользоваться влажным растворителем, операция осушки растворителя усложняется вследствие затруднений с получением безводного МЭК. Эти затруднения вызываются тем, что МЭК с водой образует азеотропную смесь, близкую по составу к насыщенному раствору воды в жидком МЭК. Так, количество воды в этой азеотропной смеси составляет 11,0%, а растворимость воды в жидком МЭК при 20″ равна 9,9%. При такой близости составов азеотропной смеси и насыщенного раствора нельзя разделять эту азеотропную смесь при помощи процесса, рассмотренного для регенерации дихлор-этап-бензолового растворителя. Поэтому для выделения МЭК применяют другие методы разделения, в частности, орошение паров азеотропной смеси сырьем, поступающим на депарафинизационную часть установки, с целью абсорбции МЭК, хорошо растворимого в нефтяных продуктах. Возможна осушка смеси МЭК с бензолом и толуолом путем вымораживания влаги. [c.244]

    Растворимость воды в кетш-толуоловых растворителях и растворяющая способность последних по отношению к маслам определяется условиями взаимной растворимости и фазовыми переходами системы масло-кетон-толуол-вода. Исследование таких систем было выполнено при температурах 20 и минус 20°С с растворителями ацетон — толуол и ЫЭК-толуол. В качестве масляного кшпонента взят образец депарафинированного масла фр.350-420°С с температурой застывания минус 16°С, полученный ва Кременчугском НШ. Выполненные исследования позволили сравнить растворяхщую способность сухих и влажных растворителей ацетон — толуол и МЭК — толуол по отношению к маслу при изменении концентрации кетона от 30 до 80 об. Изменение растворяющей способности насыщенных водой растворителей определяли по разности КТР масла во влажных и сухих растворителях при равных концентрациях кетонового компонента. [c.133]

    Растворимость LI IO3 исключительно высока (в г на 100 г воды) 313,5 (18°), 500 (27°) [381. Известен кристаллогидрат хлората лития LI 103-I/2h3O, теряющий воду при 55° ПО]. В ацетоне растворимость мала, в этиловом спирте — значительная [38]. [c.17]

    На рис. 21,6 показана диаграмма взаимной растворимости воды, хлорофо )ма и ацетона. Точки Л и Л соответствуют составам двух равновесных растворов ацетона в хлороформе (Л) и в воде (Л ). С увеличением содержания ацетона каждый из растворов становится трехкомпонентным из-за взаимной растворимости хлороформа и воды. Составам равновесных растворов отвечают точки В—В, С—С и т. д. В точке К эти растворы имеют одинаковый состав, т. е. система из гетерогенной превращается в гомогенную. Кривая АКА разделяет диаграмму на гетерогенную область, лежащую ниже этой кривой, и гомогенную, расположенную над ней. [c.64]

    Из этого нельзя делать вывод, что при тушении растворимых в воде горючих жидк01стей водой горение прекратится. Опыты показывают, что при тушении метилового, этилового спиртов и ацетона распыленной водой разбавление происходит в первую очередь в верхнем слое горящей жидкости и горение ее прекращается, когда создается смесь, содержащая 25—10% горючей жидкости. [c.151]

    Бензодиоксан-2-ил) -1 — (2,3-эпоксипропокси) этан, С13Н16О4, мол. вес 236,27—светло-коричневые кристаллы, хорошо растворимые в толуоле, метаноле, ацетоне, растворимые в эфире, бензоле и нерастворимые в воде, петролейном эфире. [c.14]

    ФС Аморфное вещество, нерастворимое в воде и ацетоне, растворимое в кислотах, плохо — в Nh5 I и оксалате аммония. [c.80]

    Фториды хорошо растворяются в воде, метаноле, гидразине, масляной н муравьиной кислотах, трехфтористом броме, практически нерастворимы в эфире, пиридине, нитробензоле и ацетоне. Растворимость (г безводной соли на 100 г воды) фторида рубидия при25°С составляет 289,8 г [126, 130]. а фторида цезия при 25, 50 и 75° С — 530 573 608 г соответственно [130, 131]. Некоторые физико-химические свойства фторидов рубидия и цезия в сравнении со свойствами фторида калия приведены в табл. 5. Фториды [c.93]

    После отгонки 200 мл воды было получено 0,4% ацетона. остатка перегонки было выделено 0,01 г янтарного альдегида. В идентичном опыте с березовым уксуснокислотным лигнином (17% ОСНз) было получено 0,18% формальдегида и 0,5% ацетона. Из березового муравьинокислотного лигнина (ацетоно растворимая фракция с 21% ОСНз) было получено 0,7% ацетона. [c.277]

    Аналогичный эксперимент был проведен с метанолом вместо этанола, при этом получался метаноллигнин эвкалипта с выходом 16,4% в расчете на древесину. Остаточная древесина возвращалась в количестве 487о и содержала 9,2% лигнина Класона. Очистка сырого лигнина дважды из ацетона и воды и пять раз из смеси диоксана и эфира давала 81,7% метаноллигнина А, нерастворимого в диоксане — эфире, и 15,8% лигнина Б, растворимого в диоксане—эфире, содержащего 62% углерода, 6,3% водорода, 29,5% алкоксилов. Анализы исходного метаноллигнина А и некоторых его производных представлены в табл. 5. [c.514]

    Брукер и Эллисон [28] описали автоматическую методику, которая имеет особую ценность при определении растворимости воды в органических соединениях (твердых или жидких) в интервале 0,5—100 млн . Аппаратура, в которой использован абсорб-циометр типа Спеккер, показана на рис. 11-1. В общем варианте метода готовят 2%-ный раствор органического [ соединения в этаноле или ацетоне затем со скоростью 0,01 мл/мин добавляют деионизованную воду, содержащую поверхностно-активное вещество, например трагант (1 мл 0,01%-ного рас- I твора на 45 мл воды) до появления по- [ мутнения. Раствор исследуемого образца  [c.539]

    Из табл. 3 видно, что метилэтилкетон и его смесь е бензолом значительно лучпле растворяют масло, чем ацетон и смесь его е бензолом, что видно по температурам помутнения. Взаиморастворимость метилэтилкетона и воды значительно меньше, чем взаимораствори-мость ацетона и воды, а примесь воды в растворителе снижает растворимость масла, что видно по более высокой температуре помутнения раствора масла в растворителе, содержащем влагу. [c.215]

    Кристаллическое веш,ество желтого цвета, из водного раствора выделяется в виде призм, из ацетонового — в виде ромбов. В ацетоне и воде лучше растворимо, чем хлоросоединение.Т. разл. 140-150° С. [c.195]

Коротко об ацетоне — полезная статья от компании Техносоюз

Сложно найти человека, которому ни разу в жизни не приходилось иметь дело с ацетоном – покупать его, использовать для тех или иных нужд, хранить, изучать и так далее. На текущий момент продающийся по достаточно доступным ценам ацетон является одним из самых востребованных и важных химических веществ – важных для самых разнообразных отраслей промышленности.

Каковы же физические свойства технического ацетона? Он представляет собой абсолютно бесцветную и абсолютно прозрачную жидкость с легко узнаваемым запахом. Эта жидкость крайне восприимчива к огню и очень легко растворяет целый ряд органических веществ и солей. Также вы можете купить ацетон и смешивать его в разных пропорциях с водой, эфирами и спиртами.

Что можно растворить ацетоном?

Несмотря на то, что цены на ацетон продолжают оставаться весьма и весьма низкими, он показывает себя крайне эффективным растворителем. При помощи ацетона можно надёжно растворить следующие вещества:

  • Природные смолы
  • Эпоксидные смолы
  • Диацетат целлюлозы
  • Масла
  • Полистирол
  • Сополимеры винилхлорида
  • Хлоркаучук
  • Полиакрилаты

Другие полезные свойства ацетона

Помимо этого, наши клиенты покупают ацетон для обезжиривания поверхностей, для синтеза и производства разного рода органических веществ, например:

  • Ацитоцианидрин
  • Уксусный ангидрид
  • Растворители многих видов

Но и это ещё не всё. Посредством ацетона можно обеззараживать практически любые поверхности (в том числе натуральные мех и шерсть). Без труда купив ацетон в магазине (в том числе и у нас), вы сможете применять его для изготовления небьющегося стекла, киноплёнки, синтетического каучука или искусственного шёлка. Ацетон помогает в процедуре окрашивания тканей и печатном деле.

Хранение ацетона и техника безопасности

Наиболее выгодно будет покупать ацетон большими партиями – ведь срок его хранения практически неограничен. Его держат в герметичных цистернах, в различных металлических (алюминий, сталь) ёмкостях, во вместительных стеклянных бутылях. Для бытовых нужд ацетон можно купить в маленьких стеклянных бутылках. Крайне важно соблюдать все требования безопасности как при хранении ацетона, так и при его применении.

Как быстро растворяется abs в ацетоне?

yumiru
Загрузка

12.06.2018

4920

Вопросы и ответы Хотел сделать раствор abs в ацетоне. Стоит третьи сутки — результат пока не очень. Это ацетон такой или пластик не совсем abs или растворять надо как то иначе (с подогревом)? Пока что пластик просто размяк и краситель похоже вымылся. Ответы на вопросы

Популярные вопросы

rkeyqq
Загрузка

18.07.2021

992

Всем привет.

Нет, я все-таки сдаюсь и буду пытаться вернуть Creality CR-6 MAX (не путать с SE) в магазин, пока еще не прошел срок без…

Читать дальше virus123rus
Загрузка

07.07.2021

952

Здравствуйте форумчане, хочу штангенциркуль, можете поделиться опытом. Не могу подобрать. Можете подсказать. Рассматриваю SHAHE IP54.Цена до 3тысячь р…

Читать дальше mlizart
Загрузка

26.05.2018

35003

Часто участникам портала приходится изготавливать зубчатые колеса и шестерни. Но мало кто задается вопросом, в чем их отличие?

Недавн…

Читать дальше

Термохимия растворения глицина в смесях вода-ацетон и вода-1,4-диоксан при 298,15к Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 547.565.2:536.242

В.И. СМИРНОВ, В.Г.БАДЕЛИН,И.Н.МЕЖЕВОЙ

ТЕРМОХИМИЯ РАСТВОРЕНИЯ ГЛИЦИНА В СМЕСЯХ ВОДА-АЦЕТОН И ВОДА-1,4-ДИОКСАН ПРИ 298,15К

(Российская академия наук, Институт химии растворов, Иваново)

Методом калориметрии впервые определены энтальпии растворения (АН°рс) глицина в смешанных растворителях вода — 1,4-диоксан и вода — ацетон в области концентраций °*°,3 мольной доли органического компонента при 298,15 К. Рассчитаны значения энтальпий сольватации (АН°сол) и переноса из воды в смешанный растворитель (АН°пер). Установлен экстремальный характер изменения термодинамических характеристик растворения, переноса и сольватации глицина. Рассчитаны коэффициенты парных взаимодействий, которые увеличиваются при переходе от смеси Н2О-диоксан к Н2О-ацетон. Проведена количественная оценка энергий Н-связей, образующихся между компонентами растворов с использованием полуэмпирического квантово-химического метода АМ1.

Исследование различных термодинамических свойств аминокислот и низкомолекулярных пептидов в водных растворах органических веществ дает возможность выявить влияние плавного изменения физико-хиических свойств среды, путем увеличения доли органического компонента на термодинамические характеристики сольватации. Это представляет значительный интерес для детального понимания природы и механизмов взаимодействия в многокомпонентных системах. Ряд научных работ посвящен изучению взаимодействий глицина в водных растворах спиртов [1,2], амидов [3,4], многоатомных спиртов [5]. Однако во всех указанных работах исследования проводились лишь в небольшом интервале концентраций смешанного водно-органического растворителя 0-0,1 м.д. В то время как наиболее существенных изменений в термодинамических характеристиках изучаемых растворов следует ожидать при более высоких концентрациях органического компонента. Это следует из экстремального характера зависимостей энтальпий смешения Неорганический растворитель [6].

В настоящей работе в качестве сораствори-теля использованы 1,4-диоксан и ацетон. Эти апро-тонные органические растворители, имея разную химическую природу, взаимодействуют с водой по сходному механизму, о чем свидетельтвует однотипный характер зависимостей энтальпий смешения от состава смешанного растворителя. Энтальпии смешения Н2О с ацетоном [7] и диоксаном [8] имеют 8-образный вид со сменой знака АНшсм в области 55 и 45 мол.%. В то же время оба растворителя обладают явно выраженными электронодонор-ными свойствами и существенно отличаются вели-

чиной дипольного момента (для диоксана ц=0,45, а для ацетона ц=2,88 [9]). В свою очередь глицин также имеет значительный дипольный момент (ц=2,151 [10]) и способность образовывать Н-связи с электронодонорами за счет протонов КИ2- и СО-ОН-групп. То есть, взаимодействие глицин-смешанный водно-органический растворитель будет определяться как универсальной сольватацией (дисперсионное, диполь-дипольное взаимодействие), так и специфическим взаимодействием элек-троноакцепторных атомов глицина и электронодо-норных атомов Н2О, 1,4-диоксана и ацетона, а также электронодонорных атомов глицина и электро-ноакцепторных атомов Н2О.

Настоящая работа является продолжением термохимического исследования закономерностей растворения и сольватации аминокислот и пептидов. Ранее [10] нами были определены энтальпии растворения и сольватации 12-ти аминокислот и пептидов в Н2О.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Измерение интегральных теплот растворения АНшрс глицина в смешанных растворителях проводили при 298,15 К в герметичном калориметре с изотермической оболочкой, описанном в [11]. Концентрации глицина в растворе не превышали 0.015 моль/кг растворителя. В работе использовался глицин фирмы КЕАКАЬ (Венгрия). Перед экспериментом его дважды перекристалли-зовывали из смеси вода-этанол, сушили в вакуумном шкафу при 60°С в течение 48 часов и хранили над Р2О5 в вакуумном эксикаторе. Воду после деи-онизации дважды дистиллировали (удельная электропроводность составила 1-10-5 Ом-1-см-1). Орга-

нические растворители очищали по методикам, описанным в [12]. Содержание воды в органических растворителях контролировали титрованием по методу Фишера. Оно не превышало (масс %) в 1,4-диоксане -0,08, ацетоне — 0,07. Водно-органические смеси готовили весовым методом. Стандартные значения энтальпий растворения глицина (ДН0рс) рассчитывали как среднюю величину из пяти значений интегральных теплот растворения (ДНшрс) для каждого состава смешанного растворителя.

Полученные экспериментальные данные по ДН0рс и ДН0сол глицина в смешанных растворителях Н2О — 1,4-диоксан и Н2О — ацетон представлены в таблице 1. Значения ДН0сол глицина рассчитаны по уравнению (1).

ЛН°Сол = ЛН°рС — ЛН°Субл, (1)

где ЛН0субл = 136,4 (кДж/моль) [13].

Таблица 1.

Стандартные энтальпии растворения АН0рс и

сольватации АН0сол (кДж/моль) глицина в смешанном водно — органическом растворителе при 298,15К.

Примечание. шр*- моляльная концентрация органического растворителя (моль/кг)

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ Известно, что при переходе веществ из кристаллической формы в раствор в результате сольватации, энергия расходуется на образование полости в структуре растворителя, а также на разрушение кристаллической решетки, и частично компенсируется энергией, выделяющейся при взаимодействии молекул растворенного вещества и растворителя. В нашем случае эндотермичное значение АН0рс глицина в изученных смешанных рас-

творителях свидетельствует о том, что энергия вновь образованных связей глицин — растворитель не перекрывает эти затраты. Анализ изменения энтальпий переноса глицина из смешанного рстворителя в 1,4-диоксан и ацетон (см.рис.) показывает, что в области составов 0-0,2 м.д. органического компонента наблюдается усиление эндотер-мичности растворения глицина в обоих смешанных растворителях. Это может быть связано с увеличением эндовклада от энтальпии образования полости в структуре смешанного растворителя и эндовкладом, обусловленным структурными перестройками в области ближней и дальней сольватации глицина. Более высокий эндомаксимум в случае смеси Н2О-ацетон обусловлен эффектами гидрофобной гидратации СН3-групп ацетона, которые стабилизируют водородные связи воды и ослабляют прямые взаимодействия между полярными группами взаимодействующих молекул раствора [14].После эндотермического максимума наблюдается усиление сольватации как за счет универсальной составляющей, так и усиления донорно-акцепторного взаимодействия глицина с молекулами органического растворителя и уменьшением вклада от структурных изменений в растворителе.

Х2 м.д.

Рис. Зависимости энтальпий переноса (АН0пер) глицина из воды в её смеси с ацетоном (1) и 1,4-диоксаном (2) от состава при 298,15К.

Из зависимостей ДН0рс=:Г(тр) следует, что они могут быть аппроксимированы полиномом третьей степени вида:

АН0рс = ас + а:Шр + а2Шр2 + азШр3, (2)

где шр-моляльная концентрация органического растворителя, а0,а1,а2,а3-коэффициенты аппроксимации, рассчитываемые методом наименьших квадратов.

В результате расчета получены уравнения (3) для 1,4- диоксана и (4) для ацетона. Свободный член уравнений соответствует значению энтальпии

Н2О — 1,4-ДИОКСАН Н2О — АЦЕТОН

* Шр АН0рс -АН0сол * Шр АН0рс -АН0сол

0,981 14,41 ± 0,02 121,99 0,531 14,71 ± 0,02 121,69

1,535 14,47 ± 0,02 121,93 1,109 15,24 ± 0,01 121,16

2,462 14,79 ± 0,02 121,61 1,803 15,77 ± 0,02 120,63

3,447 15,05 ± 0,02 121,35 2,556 16,23 ± 0,03 120,17

4,654 15,16 ± 0,03 121,24 3,404 16,81 ± 0,03 119,59

5,923 15,36 ± 0,03 121,04 4,370 17,31 ± 0,02 119.09

7,532 15,51 ± 0,04 120,89 5,477 17,65 ± 0,01 118,75

9,225 15,65 ± 0,04 120,75 6,786 17,97 ± 0,01 118,43

11,435 15,82 ± 0,05 120,58 8,465 18,26 ± 0,03 118,14

13,852 15,87 ± 0,06 120,53 10,220 18,45 ± 0,02 117,95

17,087 15,82 ± 0,06 120,58 12,548 18,17 ± 0,04 118,23

20,781 14,76 ± 0,07 121,64 15,400 17,54 ± 0,05 118,86

24,135 13,09 ± 0,07 123,31 19,109 16,66 ± 0,06 119,74

27,370 12,16 ± 0,08 124,24 24,069 15,43 ± 0,06 120,97

растворения глицина в чистой воде АН0рс= (14,25 ± 0,32) кДж/моль [1,10]. Используя значения коэффициентов (а0, в соответствии с указанными в [15] соотношениями рассчитаны энтальпийные коэффициенты парных взаимодействий Ьху (122; 474 Дж.кг/моль2 соответственно). Положительные значения Ьху свидетельствуют, что растворенные вещества преимущественно сольватированы молекулами воды, а взаимодействие между сольватирован-ными молекулами глицина и органического растворителя слабы (это подтверждается проведенными расчетами Н-связей методом АМ-1).

АН0рС= 14,2 + 0,245шр — 0,006шр2…….

…….Я= 0,975, 8Б=0,193, N=14 (3)

АН0рс= 14,2 + 0,948шр — 0,065шр2…….

…….Я= 0,998, 8Б=0,054, N=14, (4)

где Я-коэффициент множественной корреляции, 8Б-коэффициент Стьюденда, N-число точек.

Для дополнительного анализа влияния межмолекулярных взаимодействий рассматриваемых веществ на энтальпии растворения проведено компьютерное моделирование взаимодействий Н2О-1,4-диоксан, Н2О-ацетон, глицин-Н2О, глицин-ацетон и глицин 1,4-диоксан с использованием полуэмпирического квантовохимического метода АМ-1.ЫН2- и -СООН-групп молекулы глицина. Представляет значительный интерес количественно оценить энергию Н-связей глицина с молекулами Н2О, 1,4-диоксана и ацетона. Эти значения представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Энтальпии Н-связей глицин — молекула растворителя (кДж/моль).

Из нее следует, что 1,4-диоксан и ацетон будут преимущественно образовывать Н-связи с

протоном СООН-группы глицина (причем энергия Н-связи пропорциональна электронодонорной способности растворителя DN=14,5; 17,0 соответственно), а Н2О — с Nh3-группой глицина.

Таким образом, изменение термодинамических характеристик растворения, переноса и сольватации глицина в смешанных растворителях Н2О-1,4-диоксан и Н2О-ацетон носит экстремальный характер. В области 0-0,2 м.д. органического компонента энтальпийные характеристики будут определяться структурной перестройкой самого смешанного растворителя и формированием сольват-ных оболочек в основном из молекул Н2О. Далее с увеличением концентрации органического растворителя после некоторой стабилизации (в области

0.2.м.д., где затраты на структурные перестройки компенсируются образующимися связями Н2О-глицин и Н2О-органический растворитель) наблюдается рост экзотермичности процессов растворения и сольватации за счет усиления донорно-акцепторных взаимодействий глицинорганический растворитель, которое пропорционально его элек-тронодонорной способности и электростатических (диполь-дипольные и индукционные (в случае 1,4-диоксана)). Сольватная оболочка глицина в зависимости от концентрации органического компонента может состоять или полностью из молекул воды (00,2 м.д.), или содержать дополнительно молекулы 1,4-диоксана и ацетона (0,2-0,3 м.д.), специфически сольватирующие СООН-группы глицина.

ЛИТЕРАТУРА

1. Spink C.H., Auker M. J.Phys.Chem. 1970. V.74. N.8. P.1742-1747

2. Palecz B. Fluid Phase Equilibria. 1996. V.126. P. 299-303.

3. Palecz B., Piekarski H. J.Sol. Chem. 1995. V.24. N.6. P.537-550.

4. Fernandes J., Lilley T.H. J. Chem. Soc. Faradej Trans., 1992. V.88. N.17. P.2503-2509.

5. Palecz B., Piekarski H. J.Sol.Chem. 1997. V.26. N.6. P.621-629.

6. Белоусов В.П., Морачевский А.Г., Панов М.Ю.

Тепловые свойства растворов неэлектролитов. Л.: Химия. 1981. 264 с.

7. French H.T. J.Chem.Thermodyn. 1989. V.21. N 8. P.801-809.

8. Nakayama H., Shinoda K. J.Chem.Thermodyn. 1971. V.3. N 3. P.401-407.

9. Термодинамические характеристики неводных растворов электролитов: Справочник/ Под ред.Полторацкого Г.М.-Л.:Химия.1984. 304с.

10. Баделин В.Г., Смирнов В.И., Межевой И.Н. Журн.физ.химии. 2002. T.76. N.7. C.1305-1308.

11. Смирнов В.И. Дис. канд. хим. наук. Иваново: ИХНР РАН. 1987. 145 с.

Н-связь глицин-растворитель (P) 1,4-Диоксан Ацетон h3O

Nh3Ch3COOH….(P) -19,7 -25,5 -12,9

HOOCCh3HNH…(P) -10,9 -23,6 -27,3

12. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. М.: Мир. 14. Кесслер Ю.М., Зайцев А.Л. Сольвофобные эф-1976. 243 с. фекты. Л.: Химия. 1989. 312C.

13. Kruif C.G.,Voogd J.,Offiringa J.C.A. J. Chem. 15. Piekarski H., Tkaczyk M. J. Chem. Soc. Faradej Thermodin. 1979. V.11. P.651-656. Trans. 1991. V.87. N.22. P.3661-3668

УДК 621.794.42:546.56

В.И.ЛАРИН, Э.Б.ХОБОТОВА, В.В.ДАЦЕНКО

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПАССИВИРУЮЩИХ СЛОЕВ НА МЕДИ В РАСТВОРАХ ХЛОРИДА МЕДИ (II)

(НИИ химии при Харьковском национальном университете)

С помощью физических и электрохимических методов изучена модификация поверхностного пассивирующего слоя СиС1, образующегося на меди в растворах СиС’Ь Показано, что первичным продуктом при анодной поляризации является пористый слой СиС1. Вторичный процесс заключается в рекристаллизации осадка СиС1, в его уплотнении.

Химическое и электрохимическое растворение меди в растворах CuCl2 широко используется в радиоэлектронной, приборостроительной и других отрослях промышленности. Результаты исследований [1-4] показали, что в присутствии галоге-нид-ионов контролирующей скорость стадией является диффузия комплексов [Cu(Oh3)2Hal2]- и [Cu(Oh3)Hal3]2- в объем раствора и ионов Hal- — к поверхости электрода. Электрохимические характеристики типичны для механизма образования анодного слоя в несколько стадий. На первоначальной стадии растворения скорость лимитируется сопротивлением электролита в порах пленки.

Целью настоящей работы являлось изучение природы анодных продуктов на меди, начиная с момента погружения электрода в раствор и во время анодной поляризации и возможные изменения этих слоев в зависимости от условий эксперимента.

Циклические вольтамперограммы снимались при развертке потенциала со скоростями 1,67-10″3 — 3,33-10″2 В/с из катодной области. Электроды изготавливались из меди марки М-99.

Идентификация соединений меди проводилась рентгенографическим методом в камере радиусом 114 мм в медном отфильтрованном излучении без вращения. Соединения идентифицировались по картотеке [5].

Представленные на рис.1 потенциодинами-ческие кривые имеют экстремумы. В большинстве случаев хорошо разрешены два анодных пика: А1 (первый анодный процесс) и AII (второй анодный

процесс). Двум анодным пикам соответствует один катодный пик — С, т.е. различные анодные частицы восстанавливаются при катодном процессе одновременно. Величина катодного заряда во всех экспериментах превышала анодный заряд.

j ■ 10-,

Рис.1. Циклические вольтамперограммы, полученные на меди в растворах, моль/л: 1-3 0,25СиС12 + 0,5(МаС1; 4-6 0,25 СиС12 при Ес=-0,4 В; Еа=+1,2 В; ю=0 об/с и Б-10-3, В/с: 1,4-3,33; 2,5-6,66; 3-33,3; 6-16,7.

Некоторые бывалые водители добавляют в бак ацетон. И вот зачем!

В интернете достаточно часто встречается совет добавлять в бензобак некоторое количество ацетона. Это якобы способствует увеличению октанового числа бензина и, как следствие, уменьшению детонации двигателя. Кроме того, ацетон в бензине снижает расход топлива, увеличивает мощность мотора и удаляет из бака воду, говорят «знатоки». Но правда ли всё это? Большинство народных советов совершенно бесполезны, а некоторые из них ещё и опасны. Советы добавлять в бензобак как раз относятся к опасным. Решившемуся на такие эксперименты водителю нужно быть готовым к тому, что залитый в бак растворитель вполне может разъесть и испортить пластиковые и резиновые детали топливной системы.

Если вы пытаетесь сэкономить на более дорогом 95-ом бензине, покупая вместо него 92-й и подливая в него немного ацетона, это не даст ожидаемого результата. Конечно, двигатель на смеси 92-го и ацетона будет работать чуть лучше, по сравнению с просто 92-м бензином, но эта разница практически незаметна. Да и полученный результат сравнивать с тем, как машина едет на 95-ом бензине, совершенно нельзя. Про увеличение мощности даже и говорить не стоит, откуда бы ей взяться.

На расход топлива в автомобиле влияет множество факторов, а вот октановое число бензина, как и его качество, далеко не на первом месте. Поэтому говорить о какой-то экономии топлива, после добавления в бак небольшого количества ацетона, просто несерьёзно. Что касаемо удаления воды из бензобака, которая там действительно есть, то и тут ацетон не помощник. Вода образуется на дне топливного бака из-за конденсата, и так как она не смешивается с бензином, то и находится всегда на дне. Для того чтобы удалить воду, нужно средство, которое смещалось бы с водой и испарилось вместе с ней. При добавлении в бак ацетона, он первым делом смешивается с бензином, а вода как оставалась в баке, так и остаётся.

Получается, что нет ни одной разумной причины наливать в бензобак своего автомобиля что-то кроме бензина.


Фото с интернет-ресурсов

Клей и способы его растворения для очистки изделий

В хозяйстве клей — это очень полезная вещь, так как с помощью него можно приклеить самые разнообразные материалы. Если с клеем не обращаться аккуратно, то можно оставить нежелательное пятно, которое впоследствии будет не так просто вывести. Однако удалить клей с различных материалов можно и самостоятельно, для этого понадобится специальный раствор. Главное знать, чем можно растворить клей в домашних условиях.

Запачкались вещи клеем

Вода

Так как вода – это один из универсальных растворителей, то с помощью нее можно удалить пятна клея, который был изготовлен на водной основе. Основа таких клеев — это вода и клеящие элементы. Когда вода из подобного раствора испаряется, само вещество сохраняется и приклеивает материалы. Такой клей довольно просто удалить, пока он еще не высох. Лишний клей необходимо протереть тряпочкой, а ту область, которую загрязнили раствором необходимо помыть водой. Если клеевой состав уже высох, то растворить его в воде будет крайне сложно, а значит и пятно удалять придется уже другими средствами.

Спирт

Спирт – это такой растворитель, который может пригодиться для удаления большинства клеевых соединений. Благодаря своим свойствам, спирт будет растворять клеевые компоненты до тех пор, пока они не начнут отлипать от поверхности, как показано на фото:

  • Спирт нужно наносить прямо на пятно и ждать пока он не начнет действовать;
  • Если клей начнет подаваться воздействию спирта, то вы это заметите через пару минут;
  • После того, как спирт растворил клеевое пятно, поверхность нужно очистить и промыть водой.

Клей ПВА

Ацетон

Для того, чтобы удалить пятно от клея посредством ацетона, потребуется тампон:

  • тампон необходимо смочить в жидкости, которая используется для снятия лака или ацетоне;
  • затем положить на пятно и подождать 2-3 минуты;
  • после того, как ацетон оказал свое воздействие, можно удалить клей посредством зубной щетки.

Благодаря своим свойствам, ацетону под силу ослабить между материалом и клеящими элементами адгезионные связи. Эта жидкость выводит почти все виды клея, и даже супер клей. Если материал, который запачкали, является синтетическим, то лучше сначала испытать действие ацетона на таком участке который менее заметный, так как он может нанести вред некоторым таким материалам.

Масло

Если для очистки клея не подошли все предыдущие средства, то можно попробовать растворить пятно посредством масла, растительного или косметического детского:

  • Пятно нужно хорошенько смазать маслом;
  • После того, как оно постоит некоторое время нужно начать втирать его в клей;
  • Если масло подействует, то будет заметно, как клей растворяется и соединяется с маслом. Масло способно растворить большинство клеев, которые сделаны на его основе;
  • После того, как клей растворился в масле, необходимо убрать то, что осталось от пятна и помыть материал водой, как показано на фото.

Уксус

Так как в состав уксуса входит вода и кислота, а уксусная кислота обладает хорошими растворяющими свойствами, то можно попробовать убрать пятно с помощью такого средства:

  • Необходимо нанести уксус на пятно и подождать как минимум 15-20 минут;
  • Излишки клея нужно будет удалить с материала посредством небольшого кусочка ткани.

Сода

Чтобы удалить клей посредством соды, необходимо будет приготовить содовую пасту:

  • Ложку соли необходимо смешать с ложкой воды, пока не образуется густой состав, как показано на фото;
  • Содовую пасту нанесите на пятно и подождите некоторое время;
  • После того, как клей раствориться, нужно промыть материал теплой водой.

Такое средство подойдет для очистки клея практически с любого материала и с любой поверхности.

Подведем итоги

Для удаления клея могут подойти самые различные средства. В первую очередь нужно постараться удалить это пятно, до тех пор, пока клей не засох полностью. Если он уже засох, то к выбору средства для очистки клеевых пятен, нужно подходить весьма осторожно. В первую очередь при выборе средства нужно исходить из того, какой материал был запачкан клеящим веществом.

Растворимость — ацетилен — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Растворимость — ацетилен

Cтраница 1


Растворимость ацетилена в них относительно высока и сильно понижается с повышением парциального давления ацетилена, а при давлении от 15 до 20 am приближается к предельному значению, особенно у N-метилпирролидона.  [2]

Растворимость ацетилена в водном N-метилпирролидоне описывается уравнением Сеченова только до концентрации воды 20 мол.  [4]

Растворимость ацетилена и двуокиси углерода в метаноле выражается величинами примерно одного порядка ( см. рис. VI-20), однако коэффициент селективности для пары С2Н2 — СО2 в рабочем интервале температур ( от 30 до — 70 С) равен примерно 3, поэтому двуокись углерода можно удалять из газовой смеси до абсорбции ацетилена, или на стадии доочистки выделенного ацетилена. Известны схемы с разделением С Н2 и СО2 фракционной десорбцией, основанной на достаточно высоком коэффициенте селективности для этой пары.  [5]

Растворимость ацетилена в ацетоне при низких температурах хорошо описывается уравнением ( VI-16) Кричевского-Ильинской.  [7]

Растворимость ацетилена в ацетоне увеличивается пропорционально давлению. Наличие ацетона в баллоне понижает взрывоопасность ацетилена, так как молекулы последнего разобщаются молекулами ацетона.  [8]

Растворимость ацетилена в ацетоне уменьшается при повышении температуры.  [9]

Растворимость ацетилена в воде значительна; при 25 9С и парциальном давлении ацетилена, приведенного к О С и 100 кПа ( 1 кгс / см2), в 1 кг воды растворяется 0 94 г ацетилена.  [10]

Растворимость ацетилена в ацетоне возрастает с увеличением давления. Так, при давлении 11 6 кГ / см2 в 1 объеме ацетона растворяется 300 объемов ацетилена.  [11]

Растворимость ацетилена в ацетоне увеличивается пропорционально давлению. Наличие ацетона в баллоне понижает взрывоопасность ацетилена, так как молекулы последнего разобщаются молекулами ацетона.  [12]

Растворимость ацетилена в ацетоне уменьшается при повышении температуры.  [13]

Растворимость ацетилена в ацетоне падает также при разбавлении его водой.  [14]

Растворимость ацетилена увеличивается прямо пропорционально давлению.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Реакции ацетона с водой, спиртом и йодом — видео и стенограмма урока

Ацетон

Ацетон и вода

Ацетон способен полностью растворяться в воде, то есть смешивается с водой . Поначалу это, вероятно, не звучит впечатляюще, но многие органические соединения плохо смешиваются с водой.

Итак, как ацетон смешивается с водой? Во-первых, ацетон мелкий, что помогает, но это еще не все.Ацетон имеет карбонильную группу , которая представляет собой углерод, связанный двойной связью с кислородом.

Карбонильная группа. Группы R указывают на то, что к углероду присоединены другие элементы.

Эта карбонильная группа является полярной , что означает, что соединение имеет небольшой заряд. Как правило, полярные молекулы могут растворяться в полярных молекулах. Поскольку вода полярна, а ацетон полярен из-за карбонильной группы, они могут смешиваться.

Ацетон и спирт

Так что насчет спирта и ацетона? Спирт — это полярное органическое соединение, например ацетон. Его отличительной особенностью является кислород, связанный с водородом.

Алкоголь

Когда ацетон смешивается со спиртом, он может образовывать полуацеталь (иногда пишется «гемикеталь»).

Поскольку ацетон полярен, кислород в карбонильной группе слегка отрицателен, а углерод слегка положителен.Спирт также полярен, а кислород немного отрицателен. Отрицательный кислород спирта идет после слегка положительного углерода карбонильной группы. Конечный результат — полуацеталь.

Реакция между кетоном и хохолом. Помните, что ацетон — это разновидность кетона.

Ацетон и йод

Последняя реакция, которую мы рассмотрим, называется галоформной реакцией , при которой кетон смешивают с галогеном и основанием.В результате образуется карбонильная группа и галоформ.

Ого! Давайте распаковываем все эти слова! Хотите знать, что такое галоген? Взгляните на таблицу Менделеева и найдите группу 17… это все галогены. Здесь мы сосредоточимся на йоде, но этот процесс работает и с другими галогенами. Галоформа — это галоген, присоединенный к атому углерода и трем атомам водорода.

Галогены можно найти в группе 7 периодической таблицы.

Эта реакция начинается с воздействия на кетон основанием, которое удаляет один из его атомов водорода.После удаления кетон вступает в реакцию с йодом. В случае ацетона R будет представлять собой углерод и три атома водорода. X обозначает галоген (в данном случае йод).

В случае ацетона R будет представлять собой углерод и три атома водорода. X означает галоген, в данном случае йод.

Резюме урока

Давайте сделаем пару минут, чтобы повторить то, что мы узнали. Ацетон — бесцветное жидкое органическое соединение.Это тип кетона , который представляет собой органическую молекулу с карбонильной группой. Карбонильная группа представляет собой углерод с двойной связью с кислородом. Мы сосредоточились на смешивании ацетона с тремя разными веществами.

  • Ацетон может растворяться в воде (это означает, что смешивается с ). Это потому, что и вода, и ацетон имеют полярный полярный , что означает, что они имеют небольшой заряд.
  • Ацетон реагирует со спиртом , который представляет собой органическое соединение с кислородом, связанным с водородом, с образованием полуацеталя.В этой реакции кислород спирта идет после углерода карбонильной группы.
  • Ацетон реагирует с галогенами, такими как йод, в реакции галоформы , в которой кетон смешивают с галогеном и основанием. Здесь кетон (например, ацетон) подвергается воздействию основания, которое удаляет водород. Затем кетон вступает в реакцию с галогеном.

Chemistry Online @ UTSC

Растворимость играет решающую роль в органической химии.Его приложения обширны, от очистки (экстракции) до идентификации неизвестных соединений. это о последнем и пойдет речь. Использование растворимости в качестве средства идентификации требует преимущество свойств, связанных с определенными функциональными группами. Пока это не определять точную химическую структуру, как это делают методы спектроскопии, она обеспечивает приблизительное представление о присутствующих ключевых функциональных группах и степени углеводородного характера.

Что такое растворимость?

Растворимость можно определить как максимальное количество растворенного вещества, которое может раствориться в фиксированном количество растворителя при определенной температуре. Растворенное вещество — это растворенное вещество, в то время как растворяющее вещество — это растворитель.

Что считается «растворенным»?

Растворенное вещество считается «растворенным», когда образуется гомогенный раствор без взвешенных веществ. частицы.Если растворенное вещество жидкое, между ними не должно быть различимых слоев. растворенное вещество и растворитель. (Совет лаборатории: при проверке положите темный лист бумаги за пробирки. на растворимость.)

Что происходит на молекулярном уровне?

Образование раствора — это трехэтапный процесс, который можно представить в виде энтальпийной диаграммы:

  1. Нарушение взаимодействия растворитель-растворитель
  2. Нарушение взаимодействия растворенного вещества с растворенным веществом
  3. Образование взаимодействий растворенное вещество-растворитель

Этапы 1 и 2 являются эндотермическими процессами, поскольку для разрушения молекулярных взаимодействий требуется энергия. (эти взаимодействия могут быть водородными связями, диполь-дипольными взаимодействиями, дисперсионными силами и т. д.).Изменение энтальпии и, таким образом, результат процесса растворения зависит от притяжения растворенного вещества к растворителю.

Если взаимодействия растворенного вещества и растворителя ОЧЕНЬ ВЫГОДНЫ ИЛИ БОЛЕЕ ВЫГОДНЫ , чем внутримолекулярные взаимодействия растворенное вещество будет растворяться.
Если межмолекулярные взаимодействия на МЕНЬШЕ ВЫГОДНОГО , чем внутримолекулярные взаимодействия, растворенное вещество не будет растворяться .

Пример: растворение ацетона в воде

Молекулы ацетона имеют полярную карбонильную группу, которая позволяет им ПРИНИМАТЬ водородные связи от ДРУГИХ соединений. На ацетоне нет полярных связей C-H или O-H; следовательно, он не может образовывать водородные связи. с другими молекулами ацетона. Внутримолекулярные силы состоят из дисперсионных сил.

С другой стороны, вода имеет две полярные связи O-H.Слегка положительный заряд каждого водорода может притягивать слегка отрицательные атомы кислорода на других молекулах воды, образуя водородные связи.

Если добавить ацетон в воду, ацетон полностью растворится.

ПОЧЕМУ? — Карбонильная группа ацетона могла бы образовывать водородные связи (намного сильнее, чем силы дисперсии). Не было бы никаких изменений в типе или количестве водородных связей, которые имели бы место с точки зрения воды.Это приводит к более благоприятному взаимодействию растворенного вещества и растворителя, поэтому ацетон переходит в раствор.

Правило большого пальца :
Для образования раствора: Внутримолекулярные силы <Межмолекулярные силы


Факторы, влияющие на растворимость и скорость растворения:
  1. Полярность растворенного вещества — определяется функциональными группами, присутствующими в соединении
  2. Температура — повышение температуры означает более высокую растворимость, поскольку она обеспечивает энергию, необходимую для преодоления неблагоприятное взаимодействие растворенного вещества и растворителя
  3. Перемешивание — позволяет растворенному веществу и растворителю контактировать для межмолекулярных взаимодействий с образованием
  4. Площадь поверхности растворенного вещества — чем больше площадь поверхности, тем больше мест для взаимодействия
  5. Время !!! — не забудьте дать время (~ 5 минут), чтобы процесс решения произошел
    1. Это важно при тестировании неизвестных, чтобы предотвратить неточные результаты

Применение растворимости — Растворимость по реакции

Растворимость в реакции зависит от присутствия функциональной группы и свойства, связанные с ним.Органические кислоты и основания могут реагировать с образованием водорастворимых соли, тем самым заставляя соединение растворяться. Тесты, указанные в таблице (в руководстве по лаборатории) обеспечивают средства, с помощью которых ключевые функциональные группы и степень углеводородов структура может быть определена.

Проведение тестов на растворимость

О чем следует помнить при проведении испытаний на растворимость:

  1. Держите крышки бутылок закрытыми — растворитель может поглощать воду из воздуха и делать его более полярным, что приводит к ошибочным результатам
  2. Используйте чистую и сухую стеклянную посуду — предварительно промойте пробирку растворителем, который будет использован сразу после
  3. Соотношение растворенного вещества и растворителя
    1. Почему? Часто студенты добавляют слишком много растворенного вещества к небольшому количеству растворителя, образуя перенасыщенный раствор — соединение действительно растворимо, но поскольку емкость растворителя превышена, растворенное вещество больше не можно растворить.Похоже, что соединение нерастворимо.
    2. Практикуйте соответствующую пропорцию растворенного вещества к растворителю, чтобы не допустить искажения результатов. Попробуйте протестировать растворимость известного соединения, при которой результаты можно предсказать, чтобы получить правильные пропорции. Обычно, кончика шпателя (или 2 капли) растворенного вещества на 20 капель растворителя будет достаточно.
  4. Не выполнять все тесты — цель этих последовательных тестов состоит в том, чтобы сделать выводы на каждом этапе, которые будут посоветуйте, какие тесты выполнять после.

Тесты

  1. Вода комнатной температуры (полярный растворитель) — этот тест дает быстрое представление о полярности и количестве атомов углерода в соединении.
    1. Если растворимый : соединение полярное и имеет низкое углеродное число (менее 5 атомов углерода). Тестировать характеристики (кислотные, основные, нейтральные) любых присутствующих функциональных групп используйте лакмусовую бумажку.
      1. Кислый — соединение, скорее всего, представляет собой карбоновую кислоту. Карбоновые кислоты кислые (pKa ~ 5) потому что образованное основание конъюгата стабилизировано резонансом через карбонильную группу.
      2. Основное — соединение, скорее всего, является амином. Амины (RNh3, R2NH, R3N) способны принимать протоны из-за неподеленной пары электронов на атоме азота.Более низкая электроотрицательность также позволяет азот для размещения положительного заряда после протонирования.
      3. Нейтрально — соединение, скорее всего, является спиртом. Соединение не теряет протон (= кислота) потому что полученный алкоксид не может стабилизировать отрицательный заряд. Он не получает протон легко потому что электроотрицательность кислорода дестабилизирует положительный заряд, возникающий в результате протонирования.
    2. Если нерастворим : нагрейте смесь и обратите внимание, растворяется ли она. Если да, проверьте pH и используйте эти выводы для решить, какие дополнительные тесты необходимы для подтверждения этого вывода.
    3. Если не растворим в горячей и холодной воде : перейдите к правой части таблицы.
      1. Выводы, которые можно сделать — высокое углеродное число (#C> 4), но ничего нельзя сделать относительно функциональные группы.Вот почему требуются дополнительные тесты.

  2. Диэтиловый эфир (только если растворим в воде) — цель этого теста — различить неорганические соли и органические соединения.
    1. Если растворимый : соединение является ОРГАНИЧЕСКИМ, потому что углеводородная часть, даже небольшая, взаимодействует с эфиром
    2. Если нерастворимый : соединение НЕОРГАНИЧЕСКОЕ, потому что в нем нет углеводородной части, чтобы добавить его в раствор.

  3. 5% HCl — этот тест проверяет наличие основных функциональных групп с помощью сильной кислоты.
    1. Если растворимый : скорее всего, амин с высоким числом атомов углерода.
      1. Почему? Может происходить кислотно-основная реакция с образованием органической соли, которая теперь растворима в воде. Таким образом, неизвестное соединение теперь может перейти в раствор.
    2. Если нерастворим : соединение кислотное или нейтральное с высоким числом атомов углерода. Больше тестирования требуется для определения кислотности или нейтральности любых функциональных групп.

  4. 5% NaOH — этот тест проверяет наличие любых кислотных функциональных групп с использованием сильного основания.
    1. Если растворимый : соединение может быть ЛИБО карбоновой кислотой с высоким числом атомов углерода или фенолом. Последующие тесты необходимы для определения степени кислотности.
    2. Если нерастворим : соединение нейтральное с высоким числом атомов углерода. Требуется проба на серную кислоту.

  5. 5% NaHCO3 — этот тест по существу проверяет НАСКОЛЬКО кислотность соединения.Бикарбонат натрия — слабое основание, и реакция нейтрализации будет завершена только в том случае, если она прореагирует с сильной кислотой.
    1. Если растворимый : соединение, скорее всего, представляет собой карбоновую кислоту с высоким числом атомов углерода.
    2. Если нерастворимый : скорее всего, это фенол

      Почему карбоновая кислота более кислая, чем фенол?

      Если фенол теряет протон, образующиеся резонансные структуры на феноксиде образуют отрицательные заряды на атомах углерода.В карбоксилат-ионе резонансные структуры приводят к локализации электронной плотности на кислороде. Кислород более электроотрицателен, чем углерод, поэтому он может более эффективно переносить дополнительный отрицательный заряд. делая его более слабым сопряженным основанием и, следовательно, более сильной кислотой.


  6. h3SO4 — этот тест позволит различить карбонильные соединения и чисто углеводородные соединения.
    1. Если растворимый : соединение имеет карбонильную группу или некоторую степень ненасыщенности. Это может быть альдегид, кетон, сложный эфир, амид или ненасыщенное соединение.
    2. Если нерастворимый : соединение не имеет полярных функциональных групп и, следовательно, не реагирует с кислотой. Следовательно, это, скорее всего, крупная углеводородная структура.

Пример

Бензойная кислота — Какие тесты вы бы провели и каких результатов ожидаете?

Почему ацетон является хорошим растворителем?

Растворитель — это химическое вещество, например ацетон, способное растворять другие вещества.Ацетон является хорошим растворителем из-за его способности растворять как полярные, так и неполярные вещества, в то время как другие растворители могут растворять только одно или другое. В химический состав ацтона входят как полярные, так и неполярные элементы, что означает, что ацетон можно использовать как с органическими, так и с неорганическими веществами. Во-вторых, ацетон является хорошим растворителем, потому что это смешиваемое вещество, а это означает, что он может смешиваться с водой во всех пропорциях. Это позволяет добавлять в воду ацетон для растворения химикатов в научных условиях.Ацетон является органическим, нетоксичным и невероятно универсальным растворителем, что делает его необходимым растворителем для различных видов деятельности, от очистки и стерилизации до экстракции и химических исследований.

Использование ацетона в качестве растворителя:
  • Благодаря двойной полярности и универсальности ацетона, этот растворитель может использоваться во множестве различных отраслей промышленности. Одно из наиболее распространенных применений ацетона — это добавка к бензину. Ацетон является хорошим растворителем для разбавления бензина, позволяя ему легко диффундировать в двигателе, повышая эффективность использования топлива.
  • Ацетон также является хорошим растворителем для использования в косметических процессах, таких как химический пилинг лица. Ацетон является органическим и нетоксичным, что делает его безопасным для использования в средствах личной гигиены или в качестве добавки в косметических продуктах, таких как лосьоны и кремы.
  • Ацетон очень сильнодействующий и может растворять как органические, так и неорганические вещества. Благодаря своей способности быстро растворяться и испаряться, ацетон также используется для очистки разливов нефти и животных, пострадавших от таких бедствий.

Ищете ацетоновый растворитель?

Ацетон — хороший растворитель, который можно использовать во множестве продуктов и отраслей.Фармацевтика, научные исследования, стерилизация медицинских инструментов, косметики, текстиля и бензина — все это требует использования ацетона в качестве очистителя или растворителя. Поскольку ацетон нетоксичен, органичен, активен и легко смешивается с другими веществами, это отличный вариант и необходимость во многих отраслях промышленности. Чтобы узнать больше об ацетоне и о том, как его можно приобрести в больших количествах, свяжитесь с нами сегодня !

Глава 9.2: Растворимость и структура

Растворы молекулярных веществ в жидкостях

Лондонские дисперсионные силы, диполь-дипольные взаимодействия и водородные связи, которые удерживают молекулы на других молекулах, как правило, слабые. Даже в этом случае для нарушения этих взаимодействий требуется энергия.

Для растворов газов в жидкостях мы можем смело игнорировать энергию, необходимую для разделения молекул растворенного вещества, потому что молекулы в газовой фазе уже разделены. Таким образом, нам нужно учитывать только энергию, необходимую для разделения молекул растворителя, и энергию, выделяемую при новых взаимодействиях растворенного вещества и растворителя.

Неполярные газы, такие как N 2 , O 2 и Ar, не имеют дипольного момента и не могут вступать в диполь-дипольные взаимодействия или водородные связи. Следовательно, единственный способ их взаимодействия с растворителем — это дисперсионные силы Лондона, которые могут быть слабее, чем взаимодействия растворитель-растворитель в полярном растворителе. Поэтому неудивительно, что неполярные газы наиболее растворимы в неполярных растворителях. Взаимодействия между молекулами растворителя и взаимодействия растворитель-растворенное вещество являются как лондонскими силами дисперсии, так и примерно равными по величине.

Когда взаимодействия растворитель-растворитель и растворитель-растворенное вещество одинаковы, раствор называют идеальным. В идеальном газе молекулы вообще не взаимодействуют. В идеальной жидкости молекулы должны взаимодействовать, чтобы удерживать жидкость вместе, но взаимодействие между молекулами растворителя и молекулами растворителя и растворенного вещества одинаковое.

Напротив, для раствора неполярного газа в полярном растворителе взаимодействие молекул полярного растворителя намного больше, чем взаимодействие молекул полярного растворителя с неполярными молекулами растворенного вещества.В результате неполярные газы менее растворимы в полярных растворителях, чем в неполярных растворителях. Например, концентрация N 2 в насыщенном растворе N 2 в воде, полярном растворителе, составляет всего 7,07 × 10 −4 M по сравнению с 4,5 × 10 −3 M для насыщенного раствора. N 2 в бензоле, неполярном растворителе.

Растворимость неполярных газов в воде обычно увеличивается с увеличением молекулярной массы газа, как показано в Таблице 9.2.1 Это в точности ожидаемая тенденция: по мере того, как молекулы газа становятся больше, сила взаимодействий растворитель-растворенное вещество из-за лондонских дисперсионных сил увеличивается, приближаясь к силе взаимодействий растворитель-растворитель.

Таблица 9.2.1 Растворимость выбранных газов в воде при 20 ° C и давлении 1 атм

Газ Растворимость (М) × 10 −4
He 3.90
Ne 4,65
Ар 15,2
Kr 27,9
Xe 50,2
H 2 8,06
№ 2 7,07
CO 10.6
О 2 13,9
N 2 O 281
Канал 4 15,5

Практически все обычные органические жидкости, полярные или нет, смешиваются. Сила межмолекулярного притяжения сопоставима; и решения близки к идеальным. Другой фактор, который мы обсудим в главе 17, увеличение беспорядка (энтропии), приводит к образованию раствора.Однако, если преобладающие межмолекулярные взаимодействия в двух жидкостях сильно отличаются друг от друга, они могут быть несмешиваемыми. Например, органические жидкости, такие как бензол, гексан, CCl 4 и CS 2 (S = C = S), неполярны и не обладают способностью действовать как доноры или акцепторы водородных связей с растворителями, связывающими водородные связи, такими как H 2 O, HF и NH 3 ; следовательно, они не смешиваются с этими растворителями. При встряхивании с водой они образуют отдельные фазы или слои, разделенные границей раздела (Рисунок 9.2.3), область между двумя слоями. Однако тот факт, что две жидкости несовместимы, не означает, что , а не , полностью нерастворимы друг в друге. Например, 188 мг бензола растворяется в 100 мл воды при 23,5 ° C. Добавление большего количества бензола приводит к разделению верхнего слоя, состоящего из бензола, с небольшим количеством растворенной воды (растворимость воды в бензоле составляет всего 178 мг / 100 мл бензола).

Рис. 9.2.3 Вода не смешивается с перфторгептаном (и большинством галогенированных соединений) . Поскольку вода менее плотная, чем перфторгептан, слой воды плавает сверху. Золотая рыбка плавает в слое воды. Рисунок из Википедии ..

Растворимость простых спиртов в воде приведена в таблице 9.2.2. Только три самых легких спирта (метанол, этанол и n -пропанол) полностью смешиваются с водой. По мере увеличения молекулярной массы спирта увеличивается доля углеводорода в молекуле. Соответственно, важность водородных связей и диполь-дипольных взаимодействий в чистом спирте уменьшается, в то время как важность лондонских дисперсионных сил возрастает, что приводит к все меньшему количеству благоприятных электростатических взаимодействий с водой.Органические жидкости, такие как ацетон, этанол и тетрагидрофуран, достаточно полярны, чтобы полностью смешиваться с водой, но в то же время достаточно неполярны, чтобы полностью смешиваться со всеми органическими растворителями.

Таблица 9.2.2 Растворимость органических спиртов с прямой цепью в воде при 20 ° C

Спирт Растворимость (моль / 100 г H 2 O)
метанол полностью смешивается
этанол полностью смешивается
n -пропанол полностью смешивается
n -бутанол 0.11
n -пентанол 0,030
n -гексанол 0,0058
n -гептанол 0,0008

Те же принципы регулируют растворимость твердых молекул в жидкостях. Например, элементарная сера — это твердое тело, состоящее из циклических молекул S 8 , не имеющих дипольного момента.Поскольку кольца S 8 в твердой сере удерживаются на других кольцах силами дисперсии Лондона, элементарная сера нерастворима в воде. Однако он растворим в неполярных растворителях, которые имеют сопоставимые силы дисперсии Лондона, таких как CS 2 (23 г / 100 мл). Напротив, глюкоза содержит пять -ОН-групп, которые могут образовывать водородные связи. Следовательно, глюкоза хорошо растворяется в воде (91 г / 120 мл воды), но практически не растворяется в неполярных растворителях, таких как бензол. Здесь показана структура одного изомера глюкозы.

Низкомолекулярные углеводороды с сильно электроотрицательными и поляризуемыми атомами галогена, такие как хлороформ (CHCl 3 ) и хлористый метилен (CH 2 Cl 2 ), обладают как значительными дипольными моментами, так и относительно сильными дисперсионными силами Лондона. Таким образом, эти углеводороды являются мощными растворителями для широкого ряда полярных и неполярных соединений. Нафталин, который является неполярным, и фенол (C 6 H 5 OH), который является полярным, хорошо растворимы в хлороформе.Напротив, растворимость ионных соединений в значительной степени определяется не полярностью растворителя, а скорее его диэлектрической проницаемостью , мерой его способности разделять ионы в растворе, как вы скоро увидите.

Пример 9.2.1

Определите наиболее важные взаимодействия растворенного вещества и растворителя в каждом растворе.

  1. йод в бензоле

  2. анилин (C 6 H 5 NH 2 ) в дихлорметане (CH 2 Cl 2 )

  3. йод в воде

Дано: компоненты растворов

Запрошено: преобладающее взаимодействие растворенного вещества и растворителя

Стратегия:

Укажите все возможные межмолекулярные взаимодействия как для растворенного вещества, так и для растворителя: дисперсионные силы Лондона, диполь-дипольные взаимодействия или водородные связи.Определите, какой фактор может быть наиболее важным в образовании раствора.

Раствор:

  1. Бензол и I 2 являются неполярными молекулами. Единственно возможные силы притяжения — это лондонские дисперсионные силы.
  2. Анилин — полярная молекула с группой –NH 2 , которая может действовать как донор водородной связи. Дихлорметан также полярен, но у него нет явного акцептора водородной связи. Следовательно, наиболее важные взаимодействия между анилином и CH 2 Cl 2 , вероятно, будут лондонскими взаимодействиями.
  3. Вода — это высокополярная молекула, которая участвует в обширных водородных связях, тогда как I 2 — неполярная молекула, которая не может действовать как донор или акцептор водородной связи. Небольшая растворимость I 2 в воде (1,3 × 10 -3 моль / л при 25 ° C) обусловлена ​​силами дисперсии Лондона.

Упражнение

Определите наиболее важные взаимодействия в каждом решении:

  1. этиленгликоль (HOCH 2 CH 2 OH) в ацетоне
  2. ацетонитрил (CH 3 C≡N) в ацетоне
  3. n -гексан в бензоле

Ответ:

  1. водородная связь
  2. Лондон взаимодействия
  3. Лондонские силы рассеивания

Процесс решения

Процесс решения

Процесс решения

Что такое решение?

Растворы представляют собой гомогенные смеси двух или более чистых веществ.Для наших целей мы обычно будем обсуждать растворы, содержащие одно растворенное вещество и воду в качестве растворителя. Что такое растворитель? Грубо говоря, это молекула в смеси с наивысшей концентрацией. То есть, если у вас был литр соли и 2 грамма воды. В этом случае солью будет растворитель, а растворенным веществом — вода. Но такая смесь бесполезна, так зачем вообще ее готовить ???

Когда мы соединяем растворенные вещества и растворители вместе, происходит то, что мы называем процессом растворения.Вы можете думать об этом как о том, что вы испытали бы, если бы попытались протиснуться в уже забитый лифт. Каждому приходится приспосабливаться, чтобы снова «найти свое место». Теперь, как и в лифте, молекулы будут регулироваться по-разному в зависимости от типа молекулы, совершающей вход. И также, как в лифте, наступит момент, когда больше нельзя будет добавлять людей. Для раствора эта точка называется точкой насыщения, а сам раствор называется насыщенным раствором .В точке насыщения растворенные вещества больше не растворяются в растворителе. Скорее процесс растворения и осаждения происходят одновременно и с одинаковой скоростью.

Вообще говоря, вначале в воде растворяются только определенные молекулы. Старая фраза «подобное растворяется в подобном» или «птицы в перьях стекаются вместе» очень верна в отношении того, в какой степени растворенные вещества являются растворимыми 90–150 или 90–150 смешиваемыми в различных растворителях.При очень низких концентрациях почти все молекулы растворимы во всех растворителях. Но согласно тенденции ионные и полярные растворенные вещества более растворимы в полярных растворителях, а неполярные молекулы растворимы в неполярных (в основном органических) растворителях. Единицы концентрации, которые мы только что обсудили, используются для описания степени растворимости растворенного вещества в растворителе.

Когда вы помещаете неполярную молекулу в полярный растворитель (например, масло в воде), молекулы пытаются минимизировать поверхностный контакт между собой.(как ты и простуженный парень в лифте). На самом деле это основа клеток нашего тела. Липиды (масляные жирные кислоты) образуют наши клеточные мембраны, так что их неполярные хвосты обращены внутрь от полярной цитоплазмы, а полярные головки обращены к полярной цитоплазме.

Почему возникают решения?

Хотя большая часть объяснения того, почему одни вещества смешиваются и образуют растворы, а другие — нет, выходит за рамки этого класса, мы можем получить представление о том, почему образуются растворы, взглянув на процесс, посредством которого этанол, C 2 H 5 OH, растворяется в воде.Этанол на самом деле смешивается с водой, а это означает, что две жидкости можно смешивать в любой пропорции без ограничения их растворимости. Многое из того, что мы теперь знаем о тенденции частиц к более дисперсному, может быть использовано для понимания такого рода изменений.
Представьте себе слой этанола, который осторожно добавляют в воду (рисунок ниже). Поскольку частицы жидкости постоянно движутся, некоторые частицы этанола на границе между двумя жидкостями немедленно переместятся в воду, а некоторые молекулы воды переместятся в этанол.В этом процессе аттракционы вода-вода и этанол-этанол разрушаются, и образуются аттракционы этанол-вода. Поскольку и этанол, и вода являются молекулярными веществами со связями O-H, притяжения, разорванные между молекулами воды, и притяжения, разорванные между молекулами этанола, являются водородными связями. Аттракционы, которые образуются между молекулами этанола и воды, также являются водородными связями (рисунок ниже).

Поскольку притяжения между частицами очень похожи, свобода движения молекул этанола в водном растворе примерно такая же, как их свобода движения в чистом этаноле.То же самое можно сказать и о воде. Благодаря этой свободе движения обе жидкости будут растекаться, чтобы заполнить общий объем объединенных жидкостей. Таким образом, они перейдут в наиболее вероятное, наиболее дисперсное состояние, состояние полного перемешивания. Для этой системы существует гораздо больше возможных устройств, когда молекулы этанола и воды диспергированы по всему раствору, чем когда они ограничены отдельными слоями. (Рисунок ниже).

Теперь мы можем объяснить, почему охлаждающая жидкость автомобильного радиатора растворяется в воде.Охлаждающие жидкости обычно содержат этиленгликоль или пропиленгликоль, которые, как этанол и вода, содержат водородные связи O-H.

Эти вещества легко смешиваются с водой по той же причине, по которой этанол легко смешивается с водой. Притяжения, разрушаемые при перемешивании, являются водородными связями, а образующиеся притяжения также являются водородными связями. Нет никаких причин, по которым частицы каждой жидкости не могут свободно перемещаться из одной жидкости в другую, и поэтому они переходят в наиболее вероятное (наиболее дисперсное) смешанное состояние.

Почему углеводороды не растворяются в воде?

У нас другая ситуация, когда мы пытаемся смешать гексан, C 6 H 14 и воду. Если мы добавим гексан в воду, гексан будет плавать над водой без видимого перемешивания. Причины, по которым гексан и вода не смешиваются, сложны, но нижеследующее дает вам представление о том, почему гексан нерастворим в воде.

На самом деле происходит очень небольшое смешение молекул гексана и воды.Естественная тенденция к рассеянию действительно заставляет некоторые молекулы гексана перемещаться в воду, а некоторые молекулы воды — в гексан. Когда молекула гексана движется в воду, силы Лондона между молекулами гексана и водородные связи между молекулами воды разрываются. Новые притяжения между гексаном и молекулами воды образуются, но поскольку новые притяжения сильно отличаются от разрушенных, они вносят значительные изменения в структуру воды.Считается, что молекулы воды приспосабливаются, чтобы компенсировать потерю некоторых водородных связей и образование более слабого притяжения гексан-вода, образуя новые водородные связи и приобретая новое расположение.

В целом, притяжения в системе после того, как молекулы гексана и других углеводородов перемещаются в воду, примерно эквивалентны по силе притяжениям в отдельных веществах. По этой причине при растворении небольшого количества углеводорода в воде поглощается или выделяется мало энергии.Поэтому, чтобы объяснить, почему в воде растворяются только очень небольшие количества углеводородов, таких как гексан, мы должны посмотреть на изменение энтропии системы. Это не очевидно, но когда молекулы гексана перемещаются в слой воды, частицы в новом созданном устройстве на самом деле менее диспергированы (более низкая энтропия), чем отдельные жидкости. Естественная тенденция к большему рассеянию способствует разделению гексана и воды и препятствует их смешиванию.

Это помогает объяснить, почему бензин и вода не смешиваются.Бензин — это смесь углеводородов, в том числе гексан. Бензин и вода не смешиваются, потому что молекулы неполярных углеводородов разрушают воду таким образом, чтобы образовалась структура с более низкой энтропией; следовательно, существует меньшая вероятность существования смеси, чем отдельных жидкостей.

Мы можем применить то, что мы знаем о смешивании этанола и воды, к смешиванию двух углеводородов, таких как гексан, C 6 H 14 , и пентан, C 5 H 12 .Когда неполярные молекулы пентана перемещаются в неполярный гексан, силы Лондона разрушаются между молекулами гексана, но новые силы Лондона образуются между молекулами гексана и пентана. Поскольку молекулы очень похожи, структура раствора и сила притяжения между частицами очень похожи на структуру и притяжение отдельных жидкостей. Когда эти свойства не сильно отличаются в растворе от отдельных жидкостей, можно предположить, что раствор имеет более высокую энтропию, чем отдельные жидкости.Следовательно, когда смешиваются очень похожие жидкости, такие как пентан и гексан, естественная тенденция к увеличению энтропии переводит их в раствор.

Экзотермические изменения приводят к увеличению энергии окружающей среды, что приводит к увеличению количества способов, которыми эта энергия может быть распределена в окружающей среде, и, следовательно, приводит к увеличению энтропии окружающей среды. Эндотермические изменения приводят к снижению энергии окружающей среды, что приводит к уменьшению количества способов, которыми эта энергия может быть размещена в окружающей среде, и, следовательно, приводит к снижению энтропии окружающей среды.Таким образом, вероятность возникновения экзотермических изменений выше, чем эндотермических изменений. Мы можем использовать это обобщение, чтобы объяснить, почему ионные соединения нерастворимы в гексане. Для того чтобы ионное соединение растворилось в гексане, должны быть разорваны ионные связи и притяжения между молекулами гексана, и возникнет притяжение между ионами и гексаном. Новые притяжения, образованные между ионами и гексаном, будут значительно слабее, чем разрушенные притяжения, что сделает процесс растворения значительно эндотермическим.Тенденция перехода к раствору с более высокой энтропией не может преодолеть уменьшение энтропии окружающей среды, которое сопровождает эндотермическое изменение, поэтому ионные соединения нерастворимы в гексане.

Ионные соединения часто растворимы в воде, потому что притяжения, образованные между ионами и водой, часто достаточно сильны, чтобы сделать их раствор либо экзотермическим, либо лишь слегка эндотермическим. Например, раствор гидроксида натрия экзотермичен, а раствор хлорида натрия несколько эндотермичен.Даже если раствор является слегка эндотермическим, тенденция перехода к раствору с более высокой энтропией часто делает ионные соединения растворимыми в воде.

Прогнозирование растворимости

Граница между тем, что мы называем растворимым, и тем, что мы называем нерастворимым, произвольна, но следующие общие критерии для описания веществ как нерастворимых, растворимых или умеренно растворимых.

Если менее 1 грамма вещества растворяется в 100 миллилитрах (или 100 г) растворителя, вещество считается нерастворимым.

Если более 10 граммов вещества растворяется в 100 миллилитрах (или 100 г) растворителя, вещество считается растворимым.

Если от 1 до 10 граммов вещества растворяется в 100 миллилитрах (или 100 г) растворителя, вещество считается умеренно растворимым.

Хотя трудно определить конкретные растворимости, не обнаружив их экспериментально или не обратившись к таблице растворимостей, у нас есть рекомендации, которые позволяют нам предсказать относительную растворимость.Главный из них —

Подобное растворяется в подобном.

Например, это руководство можно использовать для предсказания того, что этанол, состоящий из полярных молекул, будет растворим в воде, которая также состоит из полярных молекул. Точно так же пентан (C5h22), который имеет неполярные молекулы, смешивается с гексаном, который также имеет неполярные молекулы. Мы будем использовать руководство «Подобное растворяться в подобном», чтобы предсказать, будет ли вещество более растворимым в воде или в гексане.Его также можно использовать для прогнозирования, какое из двух веществ, вероятно, будет более растворимым в воде, а какое из двух веществ, вероятно, будет более растворимым в неполярном растворителе, таком как гексан:
Полярные вещества могут растворяться в полярных растворителях. Например, ионные соединения, которые очень полярны, часто растворимы в полярном растворителе — воде.
Неполярные вещества могут растворяться в неполярных растворителях. Например, неполярные молекулярные вещества могут растворяться в гексане, обычном неполярном растворителе.

Из них вытекают два дополнительных правила:

Неполярные вещества вряд ли в значительной степени растворятся в полярных растворителях. Например, неполярные молекулярные вещества, такие как углеводороды, скорее всего, нерастворимы в воде.

Полярные вещества вряд ли в значительной степени растворятся в неполярных растворителях. Например, ионные соединения нерастворимы в гексане.

Предсказать растворимость полярных молекулярных веществ труднее, чем предсказать растворимость ионных соединений и неполярных молекулярных веществ.Многие полярные молекулярные вещества растворимы как в воде, так и в гексане. Например, этанол смешивается как с водой, так и с гексаном. Полезно следующее обобщение:

Вещества, состоящие из небольших полярных молекул, такие как ацетон и этанол, обычно растворимы в воде. (Они также часто растворяются в гексане.)

Краткое изложение рекомендаций по растворимости

Тип вещества Растворим в воде? Растворим в гексане?
Ионные соединения Часто №
Молекулярные соединения с неполярными молекулами № Есть
Молекулярные соединения с малыми полярными молекулами Обычно Часто

Тепло растворения

Процесс растворения — это процесс, который включает разрыв и образование связей , а требует энергии .Из закона Гесса мы знаем, что можем сложить энергии каждого шага в цикле, чтобы определить энергию всего процесса. Следовательно, энергия образования раствора, энтальпия растворения, равна сумме трех этапов: DH soln = DH 1 + DH 2 + DH 3 .

  1. Разрыв связей требует или поглощает энергию. Этот процесс эндотермический. -DH решетка (отрицательный знак здесь необходим, потому что энергия решетки обычно измеряется для образования соли, не разламывая ее)
  2. При образовании связей высвобождается энергия.Этот процесс экзотермический. DH гидратация
  3. Растворение в целом может быть либо эндотермическим, либо экзотермическим, в зависимости от того, было ли использовано больше энергии для разрыва связей или больше энергии было высвобождено при образовании новых связей. Если при образовании связей выделяется больше энергии, чем используется для разрыва связей, процесс является экзотермическим. Если энергии используется больше, чем выделяется, процесс является эндотермическим.

Щелкните в любом месте рисунка ниже, чтобы начать анимацию.ПРИМЕЧАНИЕ. Для его запуска вам потребуется Java Script.

Решение химической загадки № 8: «Голубой»!

Предисловие : Я предлагаю задачу, основанную на этой загадке. Если вы хотите узнать больше об этом испытании, обязательно прочтите раздел Challenge в конце этого сообщения в блоге.

Поздравляем Гражину Зреду и Альфредо Тифи, которые раскрыли Химическую Тайну №8. Хотя ни Гражина, ни Альфредо точно не выяснили, , как я реализовал этот трюк, они оба определили, что я использовал феномен «высаливания».В эксперименте по «высаливанию» водорастворимая ионная соль добавляется к смеси воды и водорастворимой органической жидкости. Если добавить достаточно соли, смесь разделится на два слоя: один богат водой, а другой богат органической жидкостью. 1 Вы можете увидеть, как это работает (а также решение Загадки № 8) на видео ниже:

В Mystery # 8 я использовал ацетон как водорастворимую органическую жидкость и поваренную соль как ионное вещество.Сначала я смешал ацетон, воду и два разных красителя, не добавляя соли. Желтый краситель был получен из желтого пищевого красителя, а синий краситель был получен из синего глиттера. Краситель на голубых блестках очень хорошо растворяется в ацетоне, но не очень хорошо в воде. Другой желтый краситель очень хорошо растворяется в воде, но не так хорошо в ацетоне.

Ацетон и вода хорошо растворяются друг в друге из-за взаимодействий водородных связей между атомом кислорода на молекулах ацетона и связью O-H на молекулах воды (рис. 1).

Рис. 1: Изображение водородной связи (желтая пунктирная линия), образованной между молекулой ацетона (нижняя молекула) и молекулой воды (верхняя молекула). Изображение сделано с помощью программного обеспечения для моделирования Odyssey.

Все четыре этих компонента очень хорошо смешались вместе (ацетон, вода, синий краситель, желтый краситель) с образованием раствора зеленого цвета. Когда было добавлено много поваренной соли, зеленый раствор разделился на два слоя: синий, богатый ацетоном слой наверху и желтый, богатый соленой водой слой внизу.Как это произошло?

Когда соль растворяется в смеси, образующиеся ионы Na + и Cl — очень сильно взаимодействуют с молекулами воды посредством ионно-дипольных сил (рис. 2). Эти ионно-дипольные взаимодействия привлекали молекулы воды намного сильнее, чем водородные связи ацетон-вода. В результате ионно-дипольные силы отталкивали молекулы воды от молекул ацетона, и жидкости разделялись на две отдельные фазы. Желтый краситель, растворяющийся в воде лучше, чем в ацетоне, оказался в слое соленой воды.Синий краситель, который лучше растворяется в ацетоне, оказался в слое ацетона.

Рис. 2: Изображение хлорид-иона (зеленый), взаимодействующего с шестью молекулами воды посредством ионно-дипольных сил (желтая пунктирная линия). Изображение сделано с помощью программного обеспечения для моделирования Odyssey.

Что интересно в этом проекте, так это то, что можно использовать множество различных комбинаций красителей, органических жидкостей и солей для достижения различных эффектов. Например, Гразня Зреда «раскрыла» эту загадку, сообщив, что она смешала желтый пищевой краситель, воду, синий пищевой краситель (вместо синего красителя на блестках), изопропиловый спирт (вместо ацетона) и карбонат калия (в место соли).При смешивании этих предметов наблюдался красивый зеленый цвет; добавление карбоната калия разделяло смесь на синий и зеленый слои (рис. 3).

Рис. 3: Эксперимент, проведенный одной из учениц Гражины Зреды. Слева направо: пробирки, содержащие желтый пищевой краситель в воде и синий пищевой краситель в 70% изопропиловом спирте; Смешивание желтой и синей жидкостей с образованием зеленого раствора; Добавление карбоната калия для образования зеленого раствора; разделение на синий и желтый слои при растворении карбоната калия.

Гражина и я начали общаться в Твиттере об этих экспериментах, и однажды днем ​​мы даже провели час или два «вместе», обмениваясь электронными сообщениями о различных экспериментах, которые мы пытались. Это было действительно весело! Благодаря нашим совместным усилиям мы обнаружили несколько действительно интересных вещей. Во-первых, в версии этого эксперимента Гражины можно использовать только зеленый пищевой краситель (вместо синего и желтого)! Это потому, что зеленый пищевой краситель содержит комбинацию синего и желтого пищевого красителя.Во-вторых, использование различных смесей органической жидкости и ионных солей с синим пищевым красителем и пурпурным пищевым красителем «осеннего цвета» привело к совершенно разным результатам (рис. 4).

Рис. 4: Цветовые комбинации, полученные с использованием синего пищевого красителя, пурпурного пищевого красителя «осеннего цвета» в сочетании с (слева) ацетоном, солью и водой; (справа) изопропиловый спирт, карбонат калия и вода.

Задача: Наконец, вот задача, которую я предлагаю вам и вашим ученикам на основе этого эксперимента: посмотрите, сможете ли вы создать слои, отображающие цвета вашей школы, изменяя этот эксперимент, используя различные комбинации ионных солей, красителей, смешиваемых органических веществ. жидкости и вода.Если вы добьетесь этого, посмотрите, какие другие цветовые решения вы можете создать. Мне особенно интересно увидеть комбинацию пурпурного и зеленого цветов! Я хотел бы услышать от вас о различных комбинациях, которые вы можете создавать. Конечно, мне также было бы интересно услышать о ваших различных успешных рецептах, если вы готовы ими поделиться! Будьте изобретательны… красители могут поступать из удивительно большого количества различных источников… например, блеск!

Ссылка: Шахашири, Химические демонстрации, том 3, стр.266 — 268.

Ацетон — обзор | Темы ScienceDirect

18.1.2 Биоданализатор ацетона

Ацетон — это типичный ЛОС в выдыхаемом воздухе. На него влияют голодание, упражнения и сахарный диабет. Биохимические пути производства ацетона изучены и описаны [40–42]. Ацетон метаболизируется двумя путями: декарбоксилированием ацетоацетата или дегидрированием 2-пропанола. Ацетоацетат образуется в процессе метаболизма декстрозы и липолиза и является основным источником ацетона в организме человека.Ранее было показано, что концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе сильно коррелирует с концентрацией ацетона в крови, а также с другими кетонами, такими как бета-гидроксибутират. Также сообщалось о корреляции между концентрацией ацетона в выдыхаемом воздухе и концентрацией глюкозы в крови. Концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе у здоровых людей колеблется от 200 до 900 частей на миллиард в предыдущих исследованиях [40,43]. Повышение концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе обычно является признаком того, что клеткам не хватает инсулина или что они не могут эффективно использовать доступный инсулин; это происходит при диабете.Концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе у пациентов с диабетом выше, чем у здоровых людей, и может превышать 900 частей на миллиард. По этой причине ацетон в выдыхаемом воздухе является потенциальным биомаркером неинвазивной диагностики диабета.

Разработан быстрый, удобный, неинвазивный и высокоселективный метод обнаружения газообразного ацетона. Вторичная алкогольдегидрогеназа (S-ADH) катализирует восстановление ацетона в присутствии NADH, который действует как донор электронов. 2-пропанол и NAD + производятся посредством следующей ферментативной реакции:

(18.1) Ацетон + NADH⇆S-ADh3-пропанол + NAD +

Оптические методы также обычно используются для обнаружения NADH. Известно, что НАДН может возбуждаться ультрафиолетовым излучением с длиной волны 340 нм и имеет пик флуоресцентного излучения при 490 нм, тогда как НАД + не имеет флуоресцентного излучения или оптических свойств.

На рис. 18.1 показана экспериментальная установка для контроля паров стандартного ацетона. В этой системе пары ацетона подавались из штатного газогенератора. Расход подаваемого газа контролировали с помощью регулятора массового расхода с игольчатым регулятором.НАДН-содержащий PB циркулировал в проточную ячейку с помощью интеллектуального насоса. S-ADH теряет свою специфическую активность, если химические условия не подходят, например, в сухих условиях и при несоответствующей температуре или pH. Поток PB сохранял ферментную мембрану влажной, поставляя NADH, а также эффективно удаляя продукты реакции (включая NAD + ) и избыточные субстраты. Следовательно, условия реакции были оптимизированы циркулирующим PB.

Рисунок 18.1. Экспериментальная установка для определения характеристик оптоволоконного биодетектора ацетона.Биоснифер измеряет пары ацетона как флуоресценцию НАДН, который расходуется на ферментной мембране [12]. Разрешены биосенсоры и биоэлектроника.

Флуоресцентный отклик на ацетон в газовой фазе исследовали с использованием стандартной системы измерения газа. На рис. 18.2А показаны типичные отклики интенсивности флуоресценции (Δintensity) на различные концентрации газообразного ацетона. Когда чувствительная область подвергалась воздействию паров ацетона, интенсивность флуоресценции уменьшалась, а затем немедленно достигала значения устойчивого состояния.После прекращения потока паров ацетона интенсивность флуоресценции возвращалась к исходному состоянию. Эти ответы указывают на то, что НАДН уменьшается на ферментной мембране, поскольку он расходуется в результате каталитической реакции с участием S-ADH и парами ацетона и немедленно удаляется из чувствительной области потоком буфера. Калибровочная кривая для паров ацетона показана на рис. 18.2B. Динамический диапазон составлял от 20 до 5300 частей на миллиард, который включает концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе у здоровых (200–900 частей на миллиард) и больных диабетом (> 900 частей на миллиард).Флуоресцентный выход биоснифера также продемонстрировал высокую воспроизводимость. Для паров ацетона при 500 ppb был получен коэффициент вариации 2,6% ( n = 5). Эти значения подтверждают использование биосонайфера для измерения содержания ацетона в выдыхаемом человеческом дыхании.

Рисунок 18.2. (A) Типичные реакции на различные концентрации стандартного ацетона в газовой фазе. (B) Градуировочная кривая ацетонового биометра для ацетона в газовой фазе. Разрешены биосенсоры и биоэлектроника.

Биоданализатор ацетона обеспечивает измерение паров ацетона в реальном времени. Мы использовали эту функцию для оценки липидного обмена на основе анализа ацетона в выдыхаемом воздухе. На рис. 18.3 представлены графики изменения концентрации ацетона в выдыхаемом воздухе до, во время и после аэробной нагрузки (50 Вт, 30 минут). Субъекты голодали не менее 6 часов заранее. Концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе увеличивалась во время упражнения и достигала максимума через 15–30 минут после тренировки. В пиках концентрации ацетона достигали 110–140% от исходных значений.После этого они постепенно снизились до устойчивого состояния. Это доказательство концепции демонстрирует, что анализатор ацетона можно использовать для контроля содержания ацетона в выдыхаемом воздухе, связанного с метаболизмом липидов.

Рисунок 18.3. (A) Схематическое изображение экспериментальной установки для анализа дыхательных газов с аэробной нагрузкой (50 Вт, 30 мин).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *