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無機非水溶媒は、水以外の溶媒であり、有機化合物ではありません。これらの溶媒は、水溶液では起こらない、または特殊な環境を必要とする反応のために化学研究や産業で使用されています。無機非水溶媒は、プロトン性溶媒と非プロトン性溶媒の2つのグループに分類できます。無機非水溶媒に関する初期の研究では、アンモニア、フッ化水素、硫酸、さらにより特殊な溶媒であるヒドラジン、オキシ塩化セレンが評価されました。[1]
プロトン性無機非水溶媒
主なものとしては、アンモニア、フッ化水素、硫酸、シアン化水素などがある。アンモニア（およびいくつかのアミン）は、NH 結合が還元に抵抗するため、高度に還元された種の溶液を生成するために有用である。エレクトライドおよびアルカリ化物の化学は、アミン溶媒に依存している。
HFとSbF 5の組み合わせは超強酸溶液の基礎となる。この混合物を使用して、硫化水素の共役酸を単離することができる：[2]
- H 2 S + HF + SbF 5 → [H 3 S]SbF 6
自動イオン化
特定の溶媒における制限酸は、水中のH 3 O + (ヒドロニウム) イオンなどの溶媒和イオンです。制限酸よりも水素イオンを供与する傾向が高い酸は、検討対象の溶媒中で強酸となり、ほとんどまたは完全に解離した形で存在します。同様に、特定の溶媒における制限塩基は、水中の OH - (水酸化物) イオンなどの溶媒和イオンです。制限塩基よりも陽子に対する親和性が高い塩基は、溶媒と反応するため、溶液中には存在できません。
例えば、液体アンモニア中の限界酸はアンモニウムイオンNH 4 +で、水中でのp Ka値は9.25です。限界塩基はアミドイオンNH 2 -です。NH 2 −は水酸化物イオンよりも強い塩基であるため、水溶液中には存在できません。アンモニアのp Ka値は約34と推定されています（水の場合は14 [3] [4]）。
非プロトン性無機非水溶媒
代表的な溶媒としては、二酸化硫黄、フッ化塩化スルフリル、四酸化二窒素、三塩化アンチモン、三フッ化臭素などがあります。これらの溶媒は、求電子性や酸化性が高い化合物やイオンの研究に有効であることが証明されています。いくつか (SO 2、SO 2 ClF、N 2 O 4 ) は室温付近では気体であるため、真空ライン技術を使用して取り扱われます。
[IS 7 ] +と [BrS 7 ] +の生成がその一例です。これらの高度に求電子性の塩は、SO 2溶液中で調製されます。[5] [SBr 3 ] +塩 の調製には、SO 2とSO 2 FClからなる混合溶媒も必要です。 [6]フッ化塩化スルフリルは、希ガス化合物の合成によく使用されます。[7]
自動イオン化
多くの無機溶媒は自動イオン化反応に関与します。酸と塩基の溶媒系定義では、溶媒の自動イオン化は酸と塩基と同等になります。関連する自動イオン化:
- 2BrF 3 BrF 2 + + BrF 4 −
- N 2 O 4 ⇌ NO + (ニトロソニウム) + NO 3 − (硝酸塩)
- 2SbCl 3 ⇌ SbCl 2 + + SbCl 4 −
- 2POCl 3 ⇌ POCl 2 + + POCl 4 −
溶媒系の定義によれば、酸は溶媒和イオン（正イオン）の濃度を高める化合物であり、塩基は溶媒和イオン（負イオン）の増加をもたらす化合物です。ここで、溶媒和イオンと溶媒和イオンは、中性分子と平衡状態にある純粋な溶媒中に存在するイオンです。
溶媒 SO 2は比較的単純で[どのように？ ]、自動的にイオン化しません。
参照
- 非水滴定
- プロトン性溶媒
参考文献
- ^ Audrieth, Ludwig Frederick (1953).非水性溶媒; 化学反応媒体としての応用. Wiley.
- ^ グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。p. 682。ISBN 978-0-08-037941-8。
- ^ Meister, Erich C.; Willeke, Martin; Angst, Werner; Togni, Antonio; Walde, Peter (2014). 「化学教科書におけるブレンステッド・ローリー酸塩基平衡の定量的記述の混乱 - 化学教育者のための批評的レビューと説明」Helvetica Chimica Acta . 97 (1): 1–31. doi :10.1002/hlca.201300321. ISSN 1522-2675.
- ^ Silverstein, Todd P.; Heller, Stephen T. (2017-06-13). 「学部課程におけるpKa値: 水の実際のpKaとは?」. Journal of Chemical Education . 94 (6): 690–695. Bibcode :2017JChEd..94..690S. doi :10.1021/acs.jchemed.6b00623. ISSN 0021-9584.
- ^ Murchie, MP; Passmore, J.; Wong, C.-M. (1990). 「ヨウ素および臭素ポリサルファーヘキサフルオロヒ酸塩(V)およびヘキサフルオロアンチモン酸塩(V)」.無機合成. 無機合成. 第 27 巻. pp. 332–339. doi :10.1002/9780470132586.ch67. ISBN 9780470132586。
- ^ マーチー、マイク、パスモア、ジャック (1986)。「トリブロモ硫黄(IV) ヘキサフルオロヒ素(V)」。無機合成。無機合成。第 24 巻。pp. 76–79。doi : 10.1002/9780470132555.ch23。ISBN 9780470132555。
- ^ Koppe, Karsten; Bilir, Vural; Frohn, Hermann-J.; Mercier, Hélène PA; Schrobilgen, Gary J. (2007). 「弱配位ホウ酸アニオン [BY 4 ] − (Y = CF 3、C 6 F 5 、 CN、または OTeF 5 )の [C 6 F 5 Xe]+ 塩の合成、溶液マルチ NMR 特性評価、および反応性」。無機化学。46 (22): 9425–9437。doi :10.1021/ic7010138。PMID 17902647 。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズの無機溶剤に関するメディア