相似相溶原理

1、相似相溶原理1 / 3 相似相溶原理一、定义及解释like dissolves like相似相溶原理是指由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂, 难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂. 如 abc 三种物质， ab 是极性物质，c 是非极性物质，则ab 之间溶解度大， ac 或 bc 之间溶解度小。（1) 相似相溶原理是一个关于物质溶解性的经验规律。例如水和乙醇可以无限制地互相溶解，乙醇和煤油只能有限地互溶。因为水分子和乙醇分子都有一个oh基, 分别跟一个小的原子或原子团相连，而煤油则是由分子中含

2、 8 个16 个碳原子组成的混合物，其烃基部分与乙醇的乙基相似，但与水毫无相似之处。(2) 结构的相似性并不是决定溶解度的唯一原因。分子间作用力的类型和大小相近的物质，往往可以互溶；溶质和溶剂分子的偶极距相似性也是影响溶解度的因素之一。具体可以这样理解：1极性溶剂（如水）易溶解极性物质（离子晶体、分子晶体中的极性物质如强酸等）；2非极性溶剂( 如苯、汽油、四氯化碳等）能溶解非极性物质（大多数有机物、 br2、i2 等）3含有相同官能团的物质互溶, 如水中含羟基（oh)能溶解含有羟基的醇、酚、羧酸。另外，极性分子易溶于极性溶剂中, 非极性分子易溶于非极性溶剂中。二、更高更妙的相似相溶原理溶液中溶

3、质微粒和溶剂微粒的相互作用导致溶解. 若溶质、溶剂都是非极性分子，如i2 和 ccl4, 白磷和 cs2 ，相互作用以色散力为主；若一种为极性分子 , 另一种为非极性分子，如i2 和 c2h5oh ，相互作用是分子间作用力；在强极性分子间以取向力为主; 若一种溶剂微粒是离子，在水中形成水合离子，在液氨中则形成氨合离子, 其他溶剂中就是溶剂合离子. 简单地讲，若溶质微粒和溶剂微粒间相互作用和原先溶质微粒间、溶剂微粒间作用相近，则溶解的就会较多。这应当是相似相溶规律的基础，但是上述规律并不方便判断。于是人们总结出一个简易判断的规律: 相似相溶原理2 / 3 相似相溶规律通常的说法是“极性相似的两者

4、互溶度大”。例如, 非极性、弱极性溶质易溶于非极性、弱极性溶剂， 如 i2（非极性） 分别在 h2o(强极性 ) 、c2h5oh （弱极性）、ccl4( 非极性）中的溶解度(g/100g溶剂）依次为 0。030(25)、 20。5 （15） 、2.91(25 )。 又如 o2(非极性 ) 在 1mlh2o 、乙醚 ( 弱极性）、 ccl4 中溶解的体积( 已换算至标准状况下体积) 依次为 :0 。0308ml(20 ）、 0.455ml（25)、 0。302ml （25); 白磷p4(非极性 ) 能溶于 cs2(非极性 ), 但红磷 ( 巨型结构 ) 却不溶。大家可能已经看出: 相似相溶规律是

5、定性规律，通常仅能给出难溶、微溶、可溶的判断，如o2、i2 易溶于弱极性、非极性溶剂，但不能认为非极性的 o2、i2 在 ccl4( 非极性 ) 中最易溶！再举一个例子：蒽和菲分子式相同，但前者为三个苯环“直”并，无极性，而后者为三个苯环“弯 并，稍有极性. 现分别溶于苯中，若完全按照“相似相溶规律 判断的话，似乎蒽在苯中的溶解要多些，实测结果: 蒽在苯中溶解度（0.63%），菲在苯中溶解度(18 。 6） . 如何理解呢？（是不是觉得很高深很玄妙?）恩，请看更高更妙的解释- 蒽，正因为是“直的, 所以分子间结合得紧，不容易分开，表现还有蒽的沸点较菲高, 其摩尔体积小于菲的 其实，相似相溶规律

6、还有一种表述：“结构相似者可能互溶”,hoh 、ch3oh 、c2h5oh 、n-c3h7oh分子中都含 -oh，且 -oh所占“份额”较大，所以 3 种醇均可与水互溶，n-c4h9oh中虽含 oh ，因其“份额”小，水溶性有限 . 可以料想 , 碳数增多，一元醇的水溶度将进一步下降. 丙三醇 ( 甘油）中含有 oh且“份额”较大，与水互溶。c6h12o6 （葡萄糖 ) 中含 5 个 oh,因分子比h2o大了许多 , 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; 而纤维素更大更高更妙，干脆难溶于水了。甲苯稍有极性，却与非极性的苯混溶；萘能溶于苯和

7、甲苯 含有相同官能团，且分子大小相近，则它们的极性相近，例如ch3oh 、c3h7oh 偶极矩分别1.69d 和 1。70d，所以， 结构相似有时也反映在极性上,但极性相似却不一定是结构相似的反映！ ！ 如硝基苯c6h5no2 、 苯酚 c6h5oh的偶极矩分别为1.51d 和 1.70d ，极性算是相近，但两者的20水溶度分别 0.19 、 8.2 。又如 c3h7br（1.8d) 、c3h7i(1 。6d)、c3h7oh(1 。7d），极性相近，但20水溶度分别0.24%、0.11%、无穷。可见， 结构相似对溶解度的影响强于极性相似！顺便说一个金属互溶的问题：（1）两种金属a、b 晶体结构类型相同, 原子半径差值小（一般15时 , 金属间部分溶解，如mg在 cu或 ag中部分溶；相似相溶原理3 / 3 (3 ）价相同，金属间互溶度大, 钾钠合金互溶为导热系统, 伍德合金（sn+pb）互溶制保险丝；（4）电负性相近，金属间互溶度大。cr、mo 、w在 na、k中难溶在cu、ag中较“易”溶金属互溶的问题是不是也可以看做是一种“相似相溶 呢, 但这时， 相似的不是极性，而主要是结构方面。相似相溶规律应当从也需要从结构角度解释.