第九章溶劑和催化劑應(yīng)用技術(shù)

第九章溶劑和催化劑應(yīng)用技術(shù)第1頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大多數(shù)反應(yīng)是在溶液中進(jìn)行的。化學(xué)家在試圖進(jìn)行某一化學(xué)反應(yīng)時(shí)，總是不僅要考慮正確的反應(yīng)物配比，合適的反應(yīng)器和適宜的反應(yīng)溫度等條件，而且

選擇適當(dāng)?shù)娜軇┦鞘乖O(shè)想中的反應(yīng)取得成功的最重要的因素之一。遠(yuǎn)在古希臘的煉金術(shù)士時(shí)期就對(duì)溶液和溶解的本質(zhì)有所推測(cè)，水最早被視為溶劑。稱為“圣水”，按此意義，“水”一詞用來(lái)表示一切液體或者溶解形成的液體。煉金術(shù)士致力于尋求一種普遍使用的溶劑，所謂“萬(wàn)能溶劑”或“萬(wàn)能熔化劑”，這已經(jīng)表明溶劑的重要性。概述2第2頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水是最常用的溶劑，大多數(shù)無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)主要是在水溶液中進(jìn)行的。然而，這并不意味著水對(duì)一切化學(xué)反應(yīng)都是唯一最合適的溶劑。在非水溶劑中反應(yīng)，可能會(huì)得到與在水中不同的反應(yīng)結(jié)果。在非水溶劑中的反應(yīng)產(chǎn)物形態(tài)（如粒徑、形貌）可能與在水中得到的產(chǎn)物形態(tài)不同。

十五至十八世紀(jì)，化學(xué)師雖熱衷于這一探索，而事實(shí)上并未發(fā)現(xiàn)有什么“萬(wàn)能溶劑”，可是他們所進(jìn)行的許多實(shí)驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)了許多新的溶劑、新的反應(yīng)和新的化合物。從這些經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生了一條最早的化學(xué)規(guī)則，即“相似相溶”規(guī)則。溶劑特點(diǎn)：溶劑本身具有不活潑性，即具穩(wěn)定性；溶劑具有溶解性；3第3頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、溶劑的定義和分類1、定義：廣義來(lái)說(shuō)是指在均勻的混合物中含有的一種過(guò)量存在的組分。工業(yè)上所說(shuō)的溶劑一般是指能溶解固體化合物（多數(shù)在水中不溶）而形成均勻溶液的單一化合物或混合物。2、分類按沸點(diǎn)可分為：低沸點(diǎn)溶劑（<100°)中沸點(diǎn)溶劑（100°-150°)高沸點(diǎn)溶劑（150°-200°)第一節(jié)、溶劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響4第4頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月按介電常數(shù)、偶極矩可分為：非極性溶劑極性溶劑中性溶劑（均等兩性溶劑）（接受質(zhì)子和給出質(zhì)子能力相同，如H2O）堿性溶劑（親質(zhì)子溶劑）（易接受質(zhì)子，如NH3）酸性溶劑（給質(zhì)子溶劑）（易給出質(zhì)子,如H2SO4、HF）按溶劑的質(zhì)子傳遞情況分

Ⅰ、質(zhì)子溶劑（又稱兩性溶劑）：含易被取代的氫原子Ⅱ、非質(zhì)子溶劑（無(wú)質(zhì)子自遞作用，如SO2、BrF3）5第5頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、溶劑對(duì)均相化學(xué)反應(yīng)的影響溶劑的改變會(huì)顯著改變均相化學(xué)反應(yīng)的速度和級(jí)數(shù)。溶劑的極性越大，對(duì)離子型反應(yīng)越有利，反應(yīng)速度也越大；溶解的極性越大，對(duì)游離基反應(yīng)越不利，反應(yīng)速度越慢；有機(jī)反應(yīng)按反應(yīng)機(jī)理：離子型反應(yīng)和游離基反應(yīng)6第6頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、溶劑對(duì)反應(yīng)方向的影響1）甲苯與溴進(jìn)行溴化時(shí)，取代反應(yīng)發(fā)生在苯環(huán)上還是甲基側(cè)鏈上，可用不同極性的溶劑控制。7第7頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）苯酚和乙酰氯進(jìn)行傅-克反應(yīng)，在硝基苯溶劑中，產(chǎn)物主要是對(duì)位取代物。若在二硫化碳中反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物主要是鄰位取代物。8第8頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）溶劑對(duì)產(chǎn)品構(gòu)型的影響。當(dāng)反應(yīng)在非極性溶劑中進(jìn)行時(shí)，有利于反式異構(gòu)體的生成；在極性溶劑中進(jìn)行時(shí)，則有利于順式異構(gòu)體的生成。9第9頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、重結(jié)晶時(shí)溶劑的選擇原理：固體有機(jī)物在溶劑中的溶解度與溫度有密切關(guān)系。一般是溫度升高，溶解度增大。若把固體溶解在熱的溶劑中達(dá)到飽和，冷卻時(shí)即由于溶解度降低，溶液變成過(guò)飽和而析出晶體。利用溶劑對(duì)被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同，可以使被提純物質(zhì)從過(guò)飽和溶液中析出。而讓雜質(zhì)全部或大部分仍留在溶液中（若在溶劑中的溶解度極小，則配成飽和溶液后被過(guò)濾除去），從而達(dá)到提純目的。

常用的熱過(guò)濾裝置水循環(huán)式真空泵10第10頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一般過(guò)程：1）選擇合適的溶劑，將待重結(jié)晶物質(zhì)在較高的溫度（接近溶劑沸點(diǎn)）下溶解在溶劑中；2）趁熱過(guò)濾除去不溶性雜質(zhì)。如溶液中含有色雜質(zhì)，加活性炭煮沸脫色后一起熱濾；3）將濾液冷卻，使晶體從過(guò)飽和溶液中析出，而可溶性雜質(zhì)仍留在溶液中；4）吸濾，將晶體從母液中分