相似相溶原理

1、相似相溶原理相似相溶原理一、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be之間溶解度小。（1）相似相溶原理是一個(gè)關(guān)于物質(zhì)溶解性的經(jīng)驗(yàn)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?yàn)樗肿雍鸵掖?分子都有一個(gè)一0H基,分別跟一個(gè)小的原子或原子團(tuán)相連，而煤油則是由分子中含8個(gè)16個(gè)碳原子組成的混合物

2、，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(qiáng)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(jī)物、Br2、12等）3含有相同官能團(tuán)的物質(zhì)互溶，如水中含羥基（一0H）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質(zhì)微粒和溶劑微粒的相互作用導(dǎo)

3、致溶解若溶質(zhì)、溶劑都是非極性分子，如I2和CCI4,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(qiáng)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(jiǎn)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，貝U溶解的就會(huì)較多。這應(yīng)當(dāng)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(gè)簡(jiǎn)易判斷的規(guī)律：相似相溶原理相似相溶規(guī)律通常的說法是“極性相似的兩者互溶度大”。例如，非極性、弱極性溶質(zhì)易溶于非極性、弱極性溶劑，如1

4、2 （非極性）分別在H20（強(qiáng)極性）、C2H5O（弱極性）、CCI4（非極性）中的溶解度（g/100g溶劑）依次 為 0。030（25 C）、20。5（ 15C）、2.91（25 C）。又如 02（非極性）在 1mLH2O 乙醚（弱極性）、CCI4中溶解的體積（已換算至標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積 ）依次為:0。 0308mL（20C）、 0.455mL （25C）、0。302mL（25°C）;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)律是定性規(guī)律，通常僅能給出難溶、微 溶、可溶的判斷，如 02、I2易溶于弱極性、非極性溶劑，但不能認(rèn)為非極

5、 性的02、I2在CCI4（非極性）中最易溶！再舉一個(gè)例子：蒽和菲分子式相同，但前者為三個(gè)苯環(huán)“直”并，無 極性，而后者為三個(gè)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(shí)測(cè)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(qǐng)看更高更妙的解釋一-蒽，正因?yàn)槭恰爸?quot;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(diǎn)較菲高，其摩爾體積小于菲的其實(shí)，相似相溶規(guī)律還有一種表述：“結(jié)構(gòu)相似者可能互溶” ,HOHCH3OH C2H5OH n-C3H7OH

6、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中雖含一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(jìn)一步下降.丙三醇（甘油）中含有一OH且“份額”較大，與水互溶。C6H12O6（葡萄糖）中含5個(gè)一OH,因分子比H2O大了許多，只是易溶于水。高分子淀粉（C6H10O5n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；萘能溶于苯和甲苯含有相同官能團(tuán)，且分子大小相近，貝尼們的極性相近，例如CH3OHC3H7OH偶極矩分別1.69D和1。70D，所以，結(jié)構(gòu)相似有時(shí)也反映在極性

7、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20C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 20C水溶度分別 0.24%、0.11%、無窮。可見，結(jié)構(gòu)相似對(duì)溶解度的影響強(qiáng)于極性相似！順便說一個(gè)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?<15%）， 如Ag（144。2pm）和Au （143。9pm都是面心立方堆積，半徑相似，兩者無 相互溶；（2 ）半徑差>15%時(shí),金屬間部分溶解，如Mg在Cu或Ag中部分溶；相似相溶原理(3 )價(jià)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(xiǎn)絲；(4)電負(fù)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(shí)，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(dāng)從也需要從結(jié)構(gòu)角度解釋雖然熱力學(xué)