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词条 区分效应
释义

§ 溶剂的拉平效应和区分效应

§ 1.拉平效应

根据酸碱质子理论,一种物质在某种溶液中表现出的酸或碱的强度,不仅与酸碱的本质有关,也与溶剂的性质的有关。如HClO4在水中是一种强酸,趋近于完全离解,但在冰醋酸中却不能完全离解。

水并不是唯一的溶剂,若用S代表任一溶剂,酸HB在其中的离解平衡为

HB+SSB++B-, HB+HAcH2Ac-+B-

实验证明,HClO4、H2SO4、HCl和HNO3的酸强度是有差别的,其强度顺序为HClO4>H2SO4>HCl>HNO3,可在水溶液中看不到它们的强度差别。这是因为强酸在水溶液中 给出质子的能力都很强,水的碱性已足够接受这些酸给出的质子,只要这些酸的浓度不是太大,则它们将定量地与水作用,全部转化为H3O+,即

HClO4+H2O→H3O++ClO4-等

即它们地酸地强度全部被拉平到H3O+的水平,这种将不同强度的酸拉平到溶剂化质子(这里是水化质子H3O+)水平的效应,称为拉平效应。具有拉平效应的溶剂称为拉平溶剂。在这里水是HClO4、H2SO4、HCl和HNO3的拉平溶剂。又如在水溶液中,HCl和HAc的强度不同,但在液氨中二者的强度差异消失,即被液氨拉平到NH4+的强度水平。因此液氨是HCl和HAc的拉平溶剂。

§ 2.区分效应

能区分酸(或碱)强弱的作用为区分效应。具有区分效应的溶剂为区分溶剂。

例如 在水溶液中上述四种酸的强度相等,但在冰醋酸中,它们的强度就有了差别,即可被冰醋酸区分开来。区分效应

HClO4+HAcH2Ac++ClO4- Ka=1.6×10-6

H2SO4+HAcH2Ac++HSO4- Ka=6.3×10-9

HCl+HAcH2Ac++Cl- Ka=1.6×10-9

HNO3+HAcH2Ac++NO3- Ka=4.2×10-10

因此,冰醋酸是上面四种酸的区分性溶剂。

溶剂的拉平效应和区分效应与溶质和溶剂的酸碱相对强度有关。例如,水是上述四种酸的拉平溶剂,但它却水这四种酸和醋酸的区分溶剂,因为醋酸在水中只显很弱的酸性。

在分析化学中,利用溶剂的拉平效应和区分效应,可使某些在水溶液中不能进行的酸碱滴定反应,能在非水溶剂中进行。例如,苯酚在水溶液中不能直接用强碱滴定,但利用拉平效应却可在乙二胺中滴定。而HCl和HClO4的分别滴定,则可在甲基异丁酮中进行,这是应用区分效应的一个例子。

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更新时间:2024/12/19 6:10:51