Солевые эффекты и влияние растворителей

Подобно солевому эффекту влияние растворителя может быть качественно предсказано с помощью уравнения (VI. 3). Например, при добавлении спирта к водным растворам коэффициенты активности заряженных частиц yj увеличиваются несмотря на то, что коэффициент активности s i [уравнением (VI.19)] уменьшается, т. е. эффект среды превосходит влияние солей. [c.141]

К наиболее сильным взаимодействиям между частицами в растворе относятся взаимодействия между ионами, между ионами и диполями, а также между диполями. Поэтому при взаимодействии полярных или заряженных частиц наблюдается наиболее резкое влияние растворителя на скорость реакции. Значение константы скорости реакции между ионами зависит от ионной силы раствора (первичный солевой эффект). С увеличением ионной силы раствора [c.350]

На изменение окраски кислотно-основных индикаторов влияют присутствие нейтральных электролитов, растворители, температура. Влияние нейтральных электролитов обусловлено солевым эффектом, смещающим равновесие диссоциации индикатора. Например, для равновесий [c.170]

Экстракция происходит быстро и полно, отделение надежно. После экстракции, кроме фотометрического анализа, можно применять полярографию, фотометрию. В фотометрии экстрагируемое вещество получают в виде окрашенного, чаще всего внутрикомплексного, соединения ( 28), обычно хорошо растворимого в органическом растворителе. Экстракция устраняет влияние солевого эффекта, гидролиза, посторонних окрашенных веществ, увеличивает чувствительность определения. Например, смесь фосфата, арсената и силиката анализируют так. Переводят эти анионы молибдатом аммония в окрашенные гетерополикислоты. Извлекают фосфорномолибденовую кислоту смесью [c.81]

Эта широко известная книга написана одним из создателей физической органической химии, ставшей в последнее время по существу самостоятельной отраслью науки, основной задачей которой является установление количественной связи между строением и реакционной способностью органических соединений. В книге рассматриваются вопросы классической и статистической термодинамики химических реакций, интерпретации кинетических данных, влияния растворителя на реакционную способность, количественного изучения кислот и оснований. Большое внимание уделено теории переходного состояния, солевым эффектам, кислотно-основному катализу, корреляционным уравнениям и изокинетическим зависимостям. [c.4]

Влияние растворителя на положение равновесия химической реакции определяется разностью влияний на стандартные потенциалы исходных и конечных веществ. Существование солевого эффекта убедительно показывает, что влияние свойств среды на скорость реакции определяется разностью влияния на стандартные потенциалы реагентов и переходного состояния, причем влияние на переходное состояние в принципе не отличается от влияния на стабильную молекулу. Поэтому в случае как скорости, так и равновесия проблема влияния растворителя на реакционную способность сводится к вопросу о влиянии растворителя на стандартный потенциал растворенного вещества. Этот эффект относительно понятен, когда растворенное вещество является электролитом. [c.282]

Среда (электролиты, полярные и неполярные растворители) оказывает существенное влияние на скорость и направление химических реакций, особенно в гетеролитических по механизму процессах. Это влияние можно свести к двум основным факторам, а именно влиянию природы растворителя и влиянию самих реагентов на скорости реакций и положение химического равновесия (солевые эффекты) вследствие изменения коэффициентов активности частиц реакционной системы. [c.140]

Во многих случаях получены доказательства того, что при катализе кислотами и основаниями каталитическое действие обязано не только ионам Н или ОН, но и присутствию воды и недиссоциированных молекул. Увеличение каталитической активности сильных кислот при добавлении соответствующих солей заставляет предполагать существование специфических солевых эффектов. Большинство каталитических реакций происходит в растворах различных ионов и существенное изменение процессов под влиянием солей привело к признанию солевого эффекта. Сделаны попытки объяснить влияние нейтральных солей в катализе кислотами и основаниями, учитывая изменения диэлектрической константы, вязкости или других свойств растворителя, так же как и коэффициентов активности растворенных веществ. [c.224]

Влияние растворителя на солевой эффект является вторичным эффектом. Он возникает вследствие того, что коэффициенты активности реагирующих частиц зависят от диэлектрической проницаемости среды. Это влияние диэлектрической проницаемости обсуждается ниже применительно к ион-ионным реакциям. [c.30]

Влияние растворителя на равновесие ионных пар представляет кинетический интерес, так как применение электростатической теории солевого эффекта к кинетическим данным требует поправки на степень образования ионных пар. Знание констант равновесия образования ионных пар в различных растворителях позволяют вводить поправки на ассоциацию ионов в кинетические значения. [c.287]

Основные научные работы посвящены изучению кинетики реакций в растворах. Детально исследовал влияние ионной силы раствора и диэлектрической проницаемости растворителя на скорость многих реакций, объяснил солевой эффект и эффект среды в таких системах. Изучал также дипольные моменты молекул, термодинамические свойства и электропроводность электролитов, природу межмолекулярных взаимодействий в растворах неэлектролитов. Внес вклад в развитие общей теории кислот и оснований. Исследовал процессы коррозии металлов. [c.506]

Первое слагаемое АГ3 1 имеет отрицательный знак и характеризует уменьшение растворимости газа за счет разрушения собственной структуры воды под влиянием ионов. Второе слагаемое А з л характеризует изменение растворимости газа за счет образования вблизи ионов зон упорядоченного расположения молекул воды. Знак А з и зависит от характера расположения молекул растворителя в этих зонах. Очевидно, что АГз,ц будет иметь положительный знак только в том случае, если ионы способствуют развитию структуры, характерной для чистой воды. Примером здесь могут быть ионы с гидрофобным характером гидратации, которые обладают положительным солевым эффектом [69]. Третье слагаемое 3,111 характеризует влияние упорядочивающего действия частиц газа на его растворимость в растворе электролита. Этот вклад отрицателен [c.134]

В табл. 1.23 дана классификация первичных солевых эффектов по типу зарядов частиц, участвующих в реакции. Примеры реакций между частицами с различными типами заряда приводятся в последующих разделах. Влияние солей на А в смешанных растворителях [c.145]

Влияние растворителя на скорость реакции согласуется с этим взглядом на ход реакции и может быть объяснено теорией действия растворителя Хьюза — Ингольда [14]. Согласно этой теории, начальное и переходное состояния рассматриваются дифференцированно. Для такой реакции, где первоначально нейтральные или слабополярные молекулы образуют переходное состояние со значительным зарядом, скорость реакции должна сильно повышаться при увеличении ионизирующей силы среды. Так, хлорирование в неполярных растворителях проходит медленнее, чем в уксусной кислоте, а добавление к уксусной кислоте воды заметно увеличивает скорость реакции [8]. Добавление электролитов тоже облегчает присоединение в уксусной кислоте, обычно за счет первичного солевого эффекта [11]. Полученные результаты, однако, наводят на мысль [11, 14а], что в этих реакциях хлорид-ион оказывает особое действие и они описываются уравнением (6-12). Такое уравнение устано- [c.102]

Подобно в водной среде (т. е. уг) величина вуг включает влияние, обусловленное концентрацией растворенного вещества, которое мы назовем влиянием солей или солевым эффектом. В ряде случаев даже при измерениях в неводных и смешанных средах целесообразно сохранить стандартное состояние в воде. Величина р/Сшп, которую формально можно записать как р( /Сшп), конечно, не меняется, но каждый коэффициент активности при бесконечном разведении в растворителе, где отсутствуют ионные эффекты, принимает определенное отличное от единицы значение. Величина тУг, названная первичным влиянием (или эффектом) среды [34] , связана коэффициентами активности ву,- и уг- ог- [c.140]

Проблема влияния содержащихся в растворителе электролитов на растворимость газов имеет существенный интерес для фундаментальных исследований и практическую значимость. Изучение солевых эффектов в растворах газов дает ценную информацию относительно взаимодействия ионов и нейтральных молекул и их влияния на структуру растворителя. В практическом плане эти данные важны для термодинамического обоснования технологических процессов экстракции, механизмов реакций и экологического мониторинга гидросферы. [c.229]

При реакции сольволиза происходит переход мало полярного начального состояния ( Дс-С1 1,86 П) в высоко полярное переходное состояние. Вычисленная на основании солевых эффектов [64] и величин Z 1651 степень разделения зарядов в переходном состоянии оказалась равной 0,76—0,92 единицы заряда. Поскольку при сольволитических реакциях достаточно времени, для того чтобы диполи растворителя могли перегруппироваться в соответствии с полярностью переходного состояния, можно ожидать, что влияние растворителя в этих реакциях будет достаточно сильным. Действительно, влияние растворителя оказалось очень большим, и это дало возможность Грюнвальду и Уинстейну использовать относительные величины констант скорости сольволиза хлористого трет-бутила в качестве констант V. [c.48]

Нормальный солевой эффект обусловлен влиянием соли на стадию ионизации (1). Специальный солевой эффект был описан как очищающий эффект, удаляющий анион из разделенной растворителем ионной пары и, таким образом, подавляющий стадию (—2). Соль с общим ионом не способна вызвать такого эффекта. Однако соль с общим ионом может промотировать стадию (—3) и, таким образом, ингибировать сольволиз, проходящий через стадию диссоциации на ионы. [c.413]

Очень важными для выяснения природы влияния комплексообра-зования на кинетику и механизм реакций ртутьорганических соединений являются реакции типа (VII), для которых Реутовым с сотр. [28], а затем Инголдом с сотр. (29] показано, что они протекают по бимолекулярному механизму с полным сохранением конфигурации. Интересно, что в этих реакциях добавки бромида лития вызывают не каталитический, а солевой эффект [29]. Влияние растворителей на кинетику такого типа реакций изучено нами [30, 31] на примере взаимодействий [c.60]

Существенное влияние на константу диссоциации индикатора, его интервал перехода, область pH перехода, спектральные и другие свойства индикатора оказывают многие внешние факторы температура, присутствие нейтральных электролитов, неводных растворителей, коллоидов и т. д. Наличие в растворе индикатора так называемых посторонних нейтральных электролитов вызывает солевой эффект. Уравнение (2.11) показывает, что чем выше заряд ионизированных форм индикатора, (HInd + или Ind ), тем заметнее будет солевой эффект, вызывающий обычно уменьшение численного значения pKnind- т. е. увеличение концентрационной константы диссоциации индикатора, и, как следствие, смещение интервала перехода. У биполярных цвиттер-ионов этот эффект сравнительно невелик. Изменение окраски индикатора часто связывают со сдвигом равновесия диссоциации индикатора, хотя в действительности введение электролита увеличивает диссоциацию не только индикатора, но "и слабой кислоты, находящейся в растворе. Наличие нейтральных солей в растворе часто вызывает уменьшение интенсивности окраски индикатора. [c.59]

Пеккаринен [73] исследовал кинетику гидролиза эфиров в различных растворителях в температурном интервале О—80°. Для иона моноэтилмалеата скорость реакции была меньше, поскольку требуется более высокая энергия активации для преодоления барьера, обусловленного внутримолекулярной водородной связью. Он отмечает, что солевой эффект для этого иона уменьшается в ряду Ы, Ыа, К, Это согласуется с предположением об образовании хелата. Отклонение от предсказанного теорией абсолютных скоростей реакций влияния растворителя на аррениусовский частотный фактор и энергию активации было приписано образованию предпочтительной связи с одним из компонентов растворителя. [c.221]

В последнее время, однако, ситуация существенно изменилась. И это связано не только с исследованиями изменения скоростей ион-дипольиых и диполь-дипольных реакций под влиянием солевых добавок, приведшими к обнаружению как обычных, так и специальных солевых эффектов. Оказалось, что природа реагирующих соединений, их способность образовывать в растворе ионы и ионные пары различного типа, не только изменяет скорость реакции, но и оказывает влияние на сте-реохимический результат процесса и вообще на механизм процесса в целом. Более того, оказалось, что многие реакции, формально происходящие между нейтральными молекулами, на самом деле осуществляются с участием ионных пар или ионных ассоцяатов, что объясняется влиянием растворителя. [c.5]

Книга состоит из трех больших глав. В первой рассмотрены солевые эффекты. Особый интерес представляет количественное описание влияния эффектов солей на коэффициенты активности электролитов и неэлектролитов, а также рассмотрение влияния на эти величины добавок неэлектролитов. Разобрана природа гидрофобных взаимодействий и дано описание влияния солевых эффектов на равновесия и скорости реакций различного типа. Вторая глава посвящена сольватации ионов в растворителях различной природы и ее роли в реакциях с участием анионов, ионов карбония, катионов металлов, амбидент-ных анионов, а также влиянию сольватации на кислотно-основные равновесия. В последней главе рассматриваются явления ассоциации ионов, включая мицеллообразование, теоретические модели для описания этого явления, экспериментальные методы его изучения, термодинамику ассоциации ионных пар, структуру ионных пар и более высоких ассоциатов и наиболее важный вопрос - влияние ионной ассоциации на различные химические процессы. Таким образом, даже краткое перечисление вопросов, рассмотренных в книге, показывает, сколь полно и всесторонне представлены в монографии многообразные аспекты процессов сольватации. [c.6]

При количественной трактовке этого вопроса следует рассчитать влияние солей на величины свободной энергии переноса групп из внутренней части молекулы белка в чистый растворитель как сумму солевых эффектов на величину растворимости малых модельных молекул. В работе [303] были рассчитаны свободные энергии переноса белка из воды в солевой раствор, приходящиеся на одну повторяющуюся единицу белковой цепи в зависимости от доли амидных групп и боковых цепей (которые рассматривали как совокупность метиленовых групп), доступных для растворителя в нативном и денатурированном белке для расчета использовали коэффициенты высаливания s СН,Г, СН2- и ONH0-групп. При сопоставлении свободных энергий переноса с влиянием солей на температуры перехода между свернутой и развернутой конформациями макромолекул было обнаружено хорошее согласие с данными, полученными для моделей, отвечающих свернутой конформации, где все такие группы погружены внутрь молекулы, а также для развернутой конформации, где все амидные группы и 80% (молекула желатины) или 110% (молекула рибонуклеазы) гипотетических j-боковых групп находились в контакте с растворителем. Расчет воспроизводит различный знак эффекта, например, для молекул двух разных конформации в растворе Na l. [c.140]

Уравнение (1.1806) предсказывает отсутствие солевого эффекта в этих реакциях при низкой ионной силе, что действительно, как правило, соблюдается с хорошим приближением (например, см. рис. 1.20). При уточнении картины следует учитывать более тонкие электростатические эффекты. Во-первых, переходное состояние представляет собой ион того же заряда, что и исходный ион, однако плотность заряда в переходном состоянии, как правило, ниже. Поэтому оно стабилизируется в меньшей степени, чем исходный ион, при повышении диэлектрической проницаемости растворителя, а также при формировании ионной атмосферы [1731 Во-вторых, следует учесть влияние соли на электростатические взаимодействия иона с электрическими диполями молекул неэлектролитов. Реакции типа (1.195а) должны ускоряться при добавлении солей, а реакции типа (1.1956) - замедляться [3] [c.155]

Во-вторых, почему величина К для IP мала, в то время как для SSIP велика и, следовательно, характеризуется специальным солевым эффектом >го различие можно объяснить для всех систем с точки зрения разной природы SSIP и IP и часто имеющегося различия в растворителе. Однако подвергающиеся сольволизу системы, которые достигают стадии SSIP — это те, в которых R+ в большей степени стабилизированы за счет внутренней делокализации. Поэтому при обмене ионных пар может сказываться влияние селективности, так что локализованные менее стабильные R+ предпочитают более основные Х (К мала), в то время как делокализованные более стабильные R+ взаимодействуют предпочтительно с С10 (как видно из влияния солей на функции кислотности, см. гл. 1). [c.681]

Потенциометрическое титрование может быть применено для исследования бесцветных оснований [154]. Гаммет и Дейрап [172] предложили другой подход к этой проблеме, основанный на том, что, как показывают индикаторные изменения, прибавление основания к раствору сильной кислоты изменяет Яо раствора, К сожалению, добавление солей к растворам кислот также может оказывать влияние на кислотность индикаторов [272]. Поэтому цветовой сдвиг, вызванный прибавлением основания, может быть связан не только с влиянием основности, но и с солевым эффектом солей сопряженной с основанием кислоты. С помощью потенциометрического метода [38, 172, 222] для ряда бесцветных слабых оснований были получены значения, которые согласуются с измерениями другими методами. Он был использован также для определения р/С воды и некоторых других кислородсодержащих оснований, которые оказывают довольно сложное влияние на систему. Кольтгоф и Бруккенштейн [54, 208—210] на основании своих детальных исследований не рекомендуют исследовать воду этим методом. Они также установили, что порядок основности в ледяной уксусной кислоте может зависеть от природы кислоты, применяемой для титрования, так что, строго говоря, пользоваться функцией кислотности в этом растворителе неправильно. [c.215]

В некоторых случаях, чаще при экстракции ионных ассоциатов, чем нейтральных молекул, предположение, что коэффициенты активности равны единице, может приводить к серьезной погрещности, поскольку солевой эффект влияет на константу распределения. Например, Скотт [8] использовал высаливающий эффект (см. разд. 2-7) нитрата железа(III) и азотной кислоты для улучшения экстракции уранилнитрата из воды эфиром. Эффект высаливания объяснен изменением коэффициента активности уранилнитрата [9]. Греневальд [10] показал влияние эффекта высаливания на экстракцию двумя органическими растворителями — диэтиловым эфиром и бензолом. [c.464]

М НС1. Присутствие s l подавляет экстракцию, а это должно оказывать влияние на содержащуюся в водной фазе кислотную форму НТпСЦ, которая экстрагируется и в том, и в другом случае. Такое поведение наблюдается в случае большинства используемых растворителей. Высаливание с помощью крупных одновалентных катионов хорощо известно как солевой эффект при распределении неэлектролитов [13]. Оно должно зависеть от изменений в структуре воды, вызванных крупными катионами и, возможно, от квазикристаллической структуры самих ионов в таких концентрированных растворах, но пока удовлетворительных объяснений этого не получено. [c.305]

Существует много явлений, которые неадекватно описываются в рамках первоначальной концепции солевых эффектов, но в водных растворах имеется широкая область концентраций, где первичные солевые эффекты можно исключить, а вторичные удовлетворительно описать теорией межионного взаимодействия. Так обычно обстоит дело в случае растворов с ионной силой меньшей, чем 0,1, не содержащих многозарядных ионов, а также ионов Ag+ и Т1+. Иное положение в неводных растворителях с низкой диэлектрической постоянной, где электростатическое взаимодействие гораздо сильнее. Мы уже видели в гл. 4, какое большое влияние оказывает на кислотно-основные равновесия в неводных растворителях образование ионных пар. Как следует из работу Уинстейна и его сотр. [8], образование ионных пар играет также важную роль в реакциях сольволиза многих органических соединений, приводя к большим и специфическим солевым эффектам. В определенной степени сходную ситуацию наблюдал Истхэм [9] при изучении катализируемых основанием мутаротаций тетраметил- и тетраацетилглюкозы в пиридине и нитрометане. Каталитический эффект незаряженных оснований очень мал, но он значительно увеличивается при введении целого ряда солей. Например, 0,02 М раствор ЫС104 повышает каталитический эффект пиридина в 10 раз. Однако величина эффекта существенно меняется при переходе от одной соли к другой. В отсутствие соли механизм реакции (которая протекает через промежуточное образование альдегидной формы глюкозы) можно было бы изобразить в [c.165]

Неадекватность простой электростатической теории солевых эффектов в значительной мере связана с пренебрежением влияния добавки ионов на укх- В благоприятных случаях, например для грег-бутилхлорида в воде [286, 287], кх может быть определена измерением растворимости, а у — из изучения скоростей реакции при постоянной активности субстрата (например, при использовании растворов, насыщенных КХ). Влияние различных солей как на укх, так и на у" " может быть разделено на несколько типов в соответствии с типом заряда соли, но внутри каждого типа оно варьирует в зависимости от природы соли. Итак, электростатический эффект сопровождается вторым зависящим от солей эффектом среды, который рассматривается как влияние соли на внутреннее давление растворителя. Определенный успех, достигнутый электростатичэской теорией, можно отнести за счет погашения этого специфического эффекта для отношения укх/у " - [c.177]

Константа ионной силы сг имеет размерность длины. Если предположить, что 2 — доля электрона, переходящая от углерода к галогену при активации с образованием переходного состояния ионизации,— не слишком мала, то величина о должна быть близка к длине связи, что и соответствует действительности, так как а выражается в ангстремах. Ее величина не меняется при переходе от 70- к 90%-ному водному раствору ацетона, хотя и может меняться при более значительном изменении растворителя. Величина о зависит от строения субстрата и заметно возрастает, когда вследствие сопря-л ения или гинерконъюгации центры возникающих зарядов диполя располагаются дальше друг от друга, или, другими словами, когда возрастает (1. Описанные выше представления о влиянии ионной силы, т. е. о влиянии дальних электростатических сил окружающих ионов, справедливы только при условии, если можно пренебречь локальными эффектами поля заряда иона, которые называются специфическими солевыми эффектами и характеризуют природу каждого данного иона. С точки зрения термодинамики общий солевой эффект (кулоновский плюс специфический) состоит в том, что окружающие ионы путем увеличения когезии увеличивают внутреннее давление в системе, что приводит (если отсутствуют уравновешивающие пли преобладающие специфические силы притяжения между окружающими ионами и растворенным веществом) к выдавливанию органического растворенного вещества, например к ого выходу из сольватационной ячейки или вообще к образованию отдельной 01)гапичоской фазы в общем это означает увеличение коэффициента активности органического вещества. Мы учитывали разницу во влиянии на начальное и переходное состояния лишь той части общего солевого эффекта, которая зависит от дальнодействующего кулоновского поля зарядов окружающих ионов. Остается зачесть специфи- [c.403]

Эти вопросы изучали Кларке и Тафт [122] на примере гидролиза ттгре/п-бутил-хлорида в воде — реакции, для которой влияние закона действия масс на кинетику пренебрежимо мало. Метод состоял в сравнении влияния добавленных солей на начальное давление паров растворенного пгрет-бутилхло-рида и на скорость его гидролиза данные, полученные таким образом, позволяли оценить отдельно влияние каждой соли на исходное и переходное состояния. Результаты показали, что общий солевой эффект как на исходное, так и на переходное состояние в значительной степени обусловливался специфическим взаимодействием, которое изменяется при переходе от одной соли к другой, однако в случае простых неорганических солей их специфическое влияние на оба состояния было одинаково. Это должно означать, что в данном случае специфические солевые эффекты в действительности обусловлены локальным взаимодействием ион — растворитель, и поскольку можно полагать, что объемы исходного и переходного состояний малы, внутреннее давление, обусловленное этими эффектами, в обоих случаях примерно одинаково. Таким образом, различное влияние солей на исходное и переходное состояния в основном является следствием кулоновских сил, которые можно вычислить согласно уравнениям, приведенным выше. Кларке и Тафт подтвердили неспецифическую природу этого эффекта и зависимость его только от макроскопической ионной силы на гораздо большем ряде солей, чем это было сделано ранее, включив в этот ряд 2 — 1- и 1 — 1-электролиты. Ниже мы будем ссылаться на сделанный ими вывод о том, что при мономолекулярном гидролизе трепг-бутилхлорида в переходном состоянии происходит увеличение дипольного характера этой молекулы. [c.404]

Солевые эффекты при мономолекулярном замещении в бензоле. В этом растворителе сольволиз не может происходить, а осуществляется замещение растворенными нуклеофилами. В этом случае снова ключевым моментом является большая проницаемость бензола (диэлектрическая проницаемость 2.25) действию электростатических сил. Влияние закона действия лшсс в химической кинетике определяется статистикой независимых друг от друга противоположно заряженных частиц, т. о. частиц, которые практически все время находятся вне досягаемости действия сил каждой другой части-ц > . В случае высоко полярных частиц, растворенных в бензоле, это условие выполняется редко. Обычно взаимодействующие частицы пе являются неза- [c.415]

Скорость гидролиза кремнийгидридов в присутствии этих катализаторов зависит не только от условий реакции — природы и количества катализатора, температуры, природы растворителей, концентрации реагирующих веществ, солевого эффекта и т. п. При стандартности этих условий рещающее влияние на скорость реакции оказывает строение кремнийгидридов — природа и число связанных с кремнием заместителей, в том числе и атомов водорода. Индуктивный и стери-ческий эффект заместителей, а также легкость образования комплекса с пятико валентным атомом кремния, определяют в этих условиях реакционную способность кремнийгидридов [501]. [c.456]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология