Forskellen mellem protiske og aprotiske opløsningsmidler: Opløsningsmidler er vigtige komponenter i mange kemiske reaktioner, fordi de hjælper med opløsningen af reaktanter og dannelsen af produkter. Ikke alle opløsningsmidler er dog lavet ens, og deres egenskaber kan have en væsentlig indflydelse på resultatet af en reaktion. Opløsningsmidler kan klassificeres efter, om de er protiske eller aprotiske. I den følgende artikel vil vi se på forskellene og egenskaberne ved protiske og aprotiske opløsningsmidler.
Hvad er protiske opløsningsmidler?
Polære opløsningsmidler kaldet protoniske opløsningsmidler har brintatomer bundet til elektronegative atomer som fluor, oxygen eller nitrogen. Disse opløsningsmidlers evne til at generere hydrogenbindinger med andre molekyler definerer dem. Vand, ethanol, methanol, eddikesyre og ammoniak er nogle få protiske opløsningsmidler.
Karakteristika for protisk opløsningsmiddel:
- Protiske opløsningsmidler indeholder et surt hydrogenatom, de kan fungere som både hydrogenbindingsgiver og acceptor.
- De er effektive til at stabilisere ladede arter som ioner, fordi de har en høj dielektrisk konstant.
- Protiske opløsningsmidler har ofte et højt kogepunkt og er polære.
- De er i stand til at binde hydrogen, hvilket giver dem mulighed for at skabe robuste solvatiseringsskaller omkring kationer og anioner.
Hvad er aprotiske opløsningsmidler?
Et brintatom er ikke forbundet med et elektronegativt atom i aprotiske væsker. Disse opløsningsmidler er kendetegnet ved deres manglende evne til at interagere med andre molekyler via hydrogenbindinger. Acetone, dimethylsulfoxid (DMSO), hexan og chloroform er eksempler på aprotiske opløsningsmidler.
Karakteristika for aprotisk opløsningsmiddel:
- På grund af manglen på et surt hydrogenatom kan aprotiske opløsningsmidler ikke fungere som hydrogenbindingsdonorer.
- De har mindre succes med at stabilisere ladede arter end protiske opløsningsmidler, fordi de har en lavere dielektrisk konstant.
- I sammenligning med protiske opløsningsmidler er aprotiske opløsningsmidler ofte mindre polære og har et lavere kogepunkt.
- Sammenlignet med protiske opløsningsmidler er de mindre tilbøjelige til at danne robuste solvatiseringsskaller omkring ioner.
Egenskabstabel over protiske og aprotiske opløsningsmidler
| Egenskaber | Protisk opløsningsmiddel | Aprotisk opløsningsmiddel |
| Tilstedeværelse af surt brint | Ja | Ingen css til tekstombrydning |
| Evne til hydrogenbinding | Ja | Ingen |
| Dielektrisk konstant | høj java mvc | lav |
| Polaritet | høj | lav |
| Kogepunkt | høj | lav |
| Løsning af ioner | stærk | svag |
| Eksempler | Vand, ethanol, methanol, eddikesyre | Acetone, DMSO, acetonitril |
Forskellen mellem protisk og aprotisk opløsningsmiddel
Ejendom | Protisk opløsningsmiddel | Aprotisk opløsningsmiddel |
| Dataopbevaring | Protiske opløsningsmidler er polære væsker. Stoffer med brintatomer kan gå i stykker. | Aprotiske opløsningsmidler er polære væsker. Stoffer uden brintatomer kan adskilles. |
| Dannelse af hydrogenbindinger | Hydrogenbindinger er i stand til at dannes i et protisk opløsningsmiddel. | Hydrogenbindinger kan ikke dannes i aprotiske væsker. |
| Eksisterende kemiske bindinger | O-H-bindinger og N-H-bindinger findes i overflod i protiske opløsningsmidler. | OH-bindinger og N-H-bindinger er fraværende i aprotiske opløsningsmidler. |
| Foretrukken type reaktion | Protiske opløsningsmidler foretrækker, at SN1-reaktioner finder sted. | Aprotiske opløsningsmidler foretrækker, at SN2-reaktioner finder sted. |
| Dipol moment | Høj | Varierer |
| Syrer og baser og deres interaktioner | I stand til at give og absorbere protoner. | Kan absorbere protoner, men kan ikke donere. |
| Reaktivitet med NaOH | Protonat | Ingen reaktion |
| Opløselighed af salte | godt | Fattige |
| Opløselighed af gasser | Fattige | godt |
| Surhed | Ja | Nej (undtagen trifluoreddikesyre) |
| Grundlæggende | Ja | Varierer |
| Eksempler på brug | Syrekatalyserede reaktioner, nukleofile substitutioner, SN1 | Friedel-Crafts reaktioner, Grignard reaktioner, SN2 |
Ligheder mellem protisk og aprotisk opløsningsmiddel
- Begge typer opløsningsmidler indeholder et dipolmoment og kan opløse polære molekyler, hvilket gør dem til polære opløsningsmidler.
- Organiske molekyler såsom alkoholer, ethere og ketoner kan opløses ved hjælp af både protiske og aprotiske opløsningsmidler.
- Ved at fungere som et medium for reaktionen kan både protiske og aprotiske opløsningsmidler ændre hastigheden af en kemisk reaktion.
- Begge typer opløsningsmidler kan påvirke stabiliteten og reaktiviteten af kemiske arter såsom ioner og radikaler.
- Protiske og aprotiske opløsningsmidler kan både fungere som reaktanter og katalysatorer i kemiske processer.
- Begge typer opløsningsmidler er i stand til at udvinde eller rense visse kemikalier eller molekyler fra en blanding.
Konklusion
Som konklusion er protiske opløsningsmidler polære og indeholder et surt hydrogenatom, hvorimod aprotiske opløsningsmidler mangler et surt hydrogenatom og er mindre polære. Aprotiske opløsningsmidler er mindre vellykkede end protiske opløsningsmidler til at stabilisere ladede arter og skabe robuste solvatiseringsskaller omkring ioner. Den særlige kemiske reaktion eller proces, der udføres, såvel som reaktanternes og produkternes egenskaber, påvirker opløsningsmiddelvalget.
Ofte stillede spørgsmål om protisk og aprotisk opløsningsmiddel
Q1. Kan protiske og aprotiske opløsningsmidler kombineres?
Protiske og aprotiske opløsningsmidler kan kombineres for at danne et opløsningsmiddel med mellemliggende egenskaber.
Q2. Et aprotisk opløsningsmiddel kan deltage i syre-base processer?
Ja, fordi de indeholder sure brintatomer, der kan give en proton, kan protiske opløsningsmidler deltage i syre-base processer.
snorebygger
Q3. Hvordan påvirker temperaturen opløseligheden i protiske og aprotiske opløsningsmidler?
Forøgelse af temperaturen af et opløst stof kan generelt øge dets opløselighed i begge typer opløsningsmidler, men der kan være undtagelser afhængigt af det individuelle opløste stof og det involverede opløsningsmiddel.
Q4. Hvad er nogle populære applikationer til aprotiske opløsningsmidler?
Aprotiske opløsningsmidler anvendes ofte i organiske kemiske processer såsom nukleofile substitutioner, Grignard-reaktioner og Friedel-Crafts-reaktioner. Derudover kan de anvendes som opløsningsmidler i lithium-ion-batterier og andre elektrokemiske anvendelser.
Q5. Hvilken rolle spiller hydrogenbinding i protiske opløsningsmidler?
Eksistensen af hydrogenbinding i protiske opløsningsmidler kan have en væsentlig indvirkning på kemiske processer, fordi det påvirker reaktiviteten og stabiliteten af specifikke kemiske arter.