相似相溶原理

1、相似相溶原理1 / 3 相似相溶原理一、定義及解釋like dissolves like相似相溶原理是指由于極性分子間的電性作用，使得極性分子組成的溶質(zhì)易溶于極性分子組成的溶劑, 難溶于非極性分子組成的溶劑；非極性分子組成的溶質(zhì)易溶于非極性分子組成的溶劑，難溶于極性分子組成的溶劑. 如 abc 三種物質(zhì)， ab 是極性物質(zhì)，c 是非極性物質(zhì)，則ab 之間溶解度大， ac 或 bc 之間溶解度小。（1) 相似相溶原理是一個關(guān)于物質(zhì)溶解性的經(jīng)驗規(guī)律。例如水和乙醇可以無限制地互相溶解，乙醇和煤油只能有限地互溶。因為水分子和乙醇分子都有一個oh基, 分別跟一個小的原子或原子團相連，而煤油則是由分子中含

2、 8 個16 個碳原子組成的混合物，其烴基部分與乙醇的乙基相似，但與水毫無相似之處。(2) 結(jié)構(gòu)的相似性并不是決定溶解度的唯一原因。分子間作用力的類型和大小相近的物質(zhì)，往往可以互溶；溶質(zhì)和溶劑分子的偶極距相似性也是影響溶解度的因素之一。具體可以這樣理解：1極性溶劑（如水）易溶解極性物質(zhì)（離子晶體、分子晶體中的極性物質(zhì)如強酸等）；2非極性溶劑( 如苯、汽油、四氯化碳等）能溶解非極性物質(zhì)（大多數(shù)有機物、 br2、i2 等）3含有相同官能團的物質(zhì)互溶, 如水中含羥基（oh)能溶解含有羥基的醇、酚、羧酸。另外，極性分子易溶于極性溶劑中, 非極性分子易溶于非極性溶劑中。二、更高更妙的相似相溶原理溶液中溶

3、質(zhì)微粒和溶劑微粒的相互作用導(dǎo)致溶解. 若溶質(zhì)、溶劑都是非極性分子，如i2 和 ccl4, 白磷和 cs2 ，相互作用以色散力為主；若一種為極性分子 , 另一種為非極性分子，如i2 和 c2h5oh ，相互作用是分子間作用力；在強極性分子間以取向力為主; 若一種溶劑微粒是離子，在水中形成水合離子，在液氨中則形成氨合離子, 其他溶劑中就是溶劑合離子. 簡單地講，若溶質(zhì)微粒和溶劑微粒間相互作用和原先溶質(zhì)微粒間、溶劑微粒間作用相近，則溶解的就會較多。這應(yīng)當是相似相溶規(guī)律的基礎(chǔ)，但是上述規(guī)律并不方便判斷。于是人們總結(jié)出一個簡易判斷的規(guī)律: 相似相溶原理2 / 3 相似相溶規(guī)律通常的說法是“極性相似的兩者

4、互溶度大”。例如, 非極性、弱極性溶質(zhì)易溶于非極性、弱極性溶劑， 如 i2（非極性） 分別在 h2o(強極性 ) 、c2h5oh （弱極性）、ccl4( 非極性）中的溶解度(g/100g溶劑）依次為 0。030(25)、 20。5 （15） 、2.91(25 )。 又如 o2(非極性 ) 在 1mlh2o 、乙醚 ( 弱極性）、 ccl4 中溶解的體積( 已換算至標準狀況下體積) 依次為 :0 。0308ml(20 ）、 0.455ml（25)、 0。302ml （25); 白磷p4(非極性 ) 能溶于 cs2(非極性 ), 但紅磷 ( 巨型結(jié)構(gòu) ) 卻不溶。大家可能已經(jīng)看出: 相似相溶規(guī)律是

5、定性規(guī)律，通常僅能給出難溶、微溶、可溶的判斷，如o2、i2 易溶于弱極性、非極性溶劑，但不能認為非極性的 o2、i2 在 ccl4( 非極性 ) 中最易溶！再舉一個例子：蒽和菲分子式相同，但前者為三個苯環(huán)“直”并，無極性，而后者為三個苯環(huán)“彎 并，稍有極性. 現(xiàn)分別溶于苯中，若完全按照“相似相溶規(guī)律 判斷的話，似乎蒽在苯中的溶解要多些，實測結(jié)果: 蒽在苯中溶解度（0.63%），菲在苯中溶解度(18 。 6） . 如何理解呢？（是不是覺得很高深很玄妙?）恩，請看更高更妙的解釋- 蒽，正因為是“直的, 所以分子間結(jié)合得緊，不容易分開，表現(xiàn)還有蒽的沸點較菲高, 其摩爾體積小于菲的 其實，相似相溶規(guī)律

6、還有一種表述：“結(jié)構(gòu)相似者可能互溶”,hoh 、ch3oh 、c2h5oh 、n-c3h7oh分子中都含 -oh，且 -oh所占“份額”較大，所以 3 種醇均可與水互溶，n-c4h9oh中雖含 oh ，因其“份額”小，水溶性有限 . 可以料想 , 碳數(shù)增多，一元醇的水溶度將進一步下降. 丙三醇 ( 甘油）中含有 oh且“份額”較大，與水互溶。c6h12o6 （葡萄糖 ) 中含 5 個 oh,因分子比h2o大了許多 , 只是易溶于水。 高分子淀粉 （c6h10o5 ） n 的“分子”更大 , 只能部分溶解于水; 而纖維素更大更高更妙，干脆難溶于水了。甲苯稍有極性，卻與非極性的苯混溶；萘能溶于苯和

7、甲苯 含有相同官能團，且分子大小相近，則它們的極性相近，例如ch3oh 、c3h7oh 偶極矩分別1.69d 和 1。70d，所以， 結(jié)構(gòu)相似有時也反映在極性上,但極性相似卻不一定是結(jié)構(gòu)相似的反映！ ！ 如硝基苯c6h5no2 、 苯酚 c6h5oh的偶極矩分別為1.51d 和 1.70d ，極性算是相近，但兩者的20水溶度分別 0.19 、 8.2 。又如 c3h7br（1.8d) 、c3h7i(1 。6d)、c3h7oh(1 。7d），極性相近，但20水溶度分別0.24%、0.11%、無窮。可見， 結(jié)構(gòu)相似對溶解度的影響強于極性相似！順便說一個金屬互溶的問題：（1）兩種金屬a、b 晶體結(jié)構(gòu)類型相同, 原子半徑差值?。ㄒ话?5時 , 金屬間部分溶解，如mg在 cu或 ag中部分溶；相似相溶原理3 / 3 (3 ）價相同，金屬間互溶度大, 鉀鈉合金互溶為導(dǎo)熱系統(tǒng), 伍德合金（sn+pb）互溶制保險絲；（4）電負性相近，金屬間互溶度大。cr、mo 、w在 na、k中難溶在cu、ag中較“易”溶金屬互溶的問題是不是也可以看做是一種“相似相溶 呢, 但這時， 相似的不是極性，而主要是結(jié)構(gòu)方面。相似相溶規(guī)律應(yīng)當從也需要從結(jié)構(gòu)角度解釋.