Неорганический неводный растворитель

Неорганический неводный растворитель — растворитель, отличный от воды не являющийся органическим соединением. Эти растворители используются в химических исследованиях и в промышленности для реакций, которые требуют специальной среды или не могут происходить в водных растворах. Неорганические неводные растворители можно разделить на две группы: протонные растворители и апротонные растворители. На ранней стадии исследований к неорганическим неводным растворителям относили аммиак, фтороводород, серную кислоту, а также более специализированные растворители, гидразин и оксихлорид селена.

Протонные неорганические неводные растворители

Основная группа включает в себя аммиак, фтороводород, серную кислоту, цианистый водород . Аммиак (а также несколько аминов) наиболее удобен для получения растворов с сильно восстанавливающими частицами, поскольку связь N-H противодействует восстановлению. Химия электридов и алкалидов опирается на аминные растворители.

Основой сверхкислотного раствора является комбинация HF и SbF₅. Используя эту смесь, можно выделить сопряженную кислоту сероводорода :

H₂S + HF + SbF₅ → [H₃S] SbF₆

Автоионизация

В данных растворителях ограничивающей кислотой является ион сольвония, как например ион H₃O⁺ (гидроксоний) в воде. Сильной кислотой в этом случае будет кислота, которая более склонна отдавать ион водорода, чем ограничивающая кислота, и будет существовать в основной или полностью в диссоциированной форме. Точно так же ограничивающим основанием в данных растворителях будет являться сольват-ион, такой как ион ОН^- (гидроксид) в воде. Основание, которое имеет большее смещение к протонам, чем ограничивающее основание, не может существовать в растворе, так как оно будет реагировать с растворителем.

Предельной кислотой в жидком аммиаке является аммоний - ион, который имеет значение pKa в воде 9,25. Ограничивающим основанием является амид- ион NH ₂^-. NH₂^- более сильное основание, чем ион гидроксида, поэтому не может существовать в водном растворе. Значение pKa аммиака, по оценкам, около 34.

Апротонные неорганические неводные растворители

Основными представителями являются диоксид серы, фторид сульфурилхлорида, тетроксид диазота, трихлорид сурьмы и трифторид брома . Эти растворители оказались полезными для исследования высокоэлектрофильных или сильно окисляющих соединений или ионов. Некоторые из них, такие как SO₂, SO₂ClF, N₂O_4, представляют собой газы с температурой близкой к комнатной, поэтому с ними обращаются с использованием вакуумных линий .

Такие высокоэлектрофильные соли как IS₇⁺ и BrS₇⁺ получают в растворе SO₂. Для получения солей SBr₃⁺ также требуется смешанный растворитель, состоящий из SO₂ и SO₂ FCl. Фторид сульфурилхлорида часто используется для синтеза соединений благородных газов.

Автоионизация

В реакциях автоионизации участвуют многие неорганические растворители. Автоионизация растворителей дает эквивалент кислот и оснований в определении кислот и оснований в системе растворителей. Соответствующие автоионизации:

2BrF₃ ⇌ BrF₂ ⁺ + BrF₄ ^-

N₂O₄ ⇌ NO ⁺ (нитрозоний) + NO₃ ^- (нитрат)

2SbCl₃ ⇌ SbCl₂ ⁺ + SbCl₄ ^-

2POCl₃ ⇌ POCl₂ ⁺ + POCl₄ ^-

Согласно определению системы растворителей, основаниями считаются соединения, которые приводят к увеличению сольватных (отрицательных) ионов, где сольвоний и сольват являются обнаруженными ионами в чистом растворителе в равновесии со своими нейтральными молекулами, а кислотами являются соединения, которые увеличивают концентрацию положительных (сольвониевых ) ионов:

Растворитель SO₂ относительно несложный, он не самоионизируется.