分子间相互作用与溶剂特性PPT精选文档

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1、 沈沈 燕燕联系方式：联系方式：13819739576邮箱：邮箱：办公室：办公室：南南3-C417【主要成份主要成份】每片含阿司匹林每片含阿司匹林25mg。乙酰水杨酸乙酰水杨酸【主要成份主要成份】藿香正气水苍术、藿香正气水苍术、陈皮、陈皮、厚朴（姜制）、厚朴（姜制）、白芷白芷、茯苓、茯苓、大腹大腹皮、皮、生半夏、生半夏、甘草浸膏、甘草浸膏、广藿香油、广藿香油、紫苏叶油。紫苏叶油。商品商品分离分离链接网址链接网址 http:/ 能能】可提高自身免疫功能，增强抗病能力；是可提高自身免疫功能，增强抗病能力；是黑色素瘤、黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌、肝癌、胃癌、肺癌、骨癌、胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌、肝癌、胃

2、癌、肺癌、骨癌、胰腺癌、结肠癌、血癌、喉癌、前列腺癌等结肠癌、血癌、喉癌、前列腺癌等癌症患者在癌症患者在治疗和治疗和 康复过程中康复过程中的上佳的上佳辅助保健食品辅助保健食品。链接网址链接网址 http:/ http:/ 香港特别行政区食品安全中心香港特别行政区食品安全中心 2005年年1月月http:/www.cfs.gov.hk/sc_chi/programme/programme_rafs/programme_rafs_fc_02_08.html韩国韩国“惠宜惠宜”紫菜砷含量超标严重紫菜砷含量超标严重 新浪新闻中心新浪新闻中心 2005年年3月月 http:/ 新浪新闻中心新浪新闻中心

3、2005年年11月月 http:/ 中国食品科技网中国食品科技网 2006年年9月月 http:/www.tech- 以半致死量以半致死量LD50计，各种砷化合物的毒性依次为：计，各种砷化合物的毒性依次为：含砷含砷 有毒有毒 ！砷糖砷糖 AsC(砷胆碱砷胆碱)AsB(砷甜菜碱砷甜菜碱)MMA DMA TMAO一甲基砷酸一甲基砷酸 二甲基砷酸二甲基砷酸 三甲基砷氧化物三甲基砷氧化物H3As As(III)As(V)无机砷无机砷有机砷有机砷如何科学评价食品砷毒性风险？如何科学评价食品砷毒性风险？相关问题：相关问题：可用于微量可用于微量砷砷元素含量元素含量检测的方法检测的方法有哪些？有哪些？样品中样

4、品中总砷含量总砷含量如何分析？主要过程有哪些？如何分析？主要过程有哪些？无机砷总含量无机砷总含量如何分析，主要过程有哪些？如何分析，主要过程有哪些？砷形态分析砷形态分析如何进行，主要过程有哪些？如何进行，主要过程有哪些？0100200300400500600700800010002000300040005000600070008000654321Abundance(cps)Time(sec)1.AsC；2.AsB；3.AsIII；4.DMA；5.MMA；6.AsV砷混合标样的砷混合标样的LC-ICP-MS图图课课 程程 内内 容容第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 分离过程中的热力学分离过程中

5、的热力学第三章第三章 分离过程中的动力学分离过程中的动力学第四章第四章 分子间的相互作用与溶剂特性分子间的相互作用与溶剂特性第五章第五章 萃取分离法萃取分离法第六章第六章 色谱分离原理色谱分离原理第七章第七章 制备色谱技术制备色谱技术第八章第八章 膜分离膜分离第九章第九章 电化学分离法电化学分离法第十章第十章 其他分离技术其他分离技术1.分离科学及其研究内容分离科学及其研究内容2.分离方法的分类与评价分离方法的分类与评价3.分离科学的意义与分离技术的展望分离科学的意义与分离技术的展望第一章第一章 绪绪 论论1.1分离科学及其研究内容分离科学及其研究内容一、分离一、分离（separation）的

6、定义的定义 利用混合物中各组分利用混合物中各组分在物理性质或化学性质在物理性质或化学性质上的差异上的差异，通过适当的装置或方法，通过适当的装置或方法，使各组分分配至使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程间区域的过程。相对的概念相对的概念。分离科学（分离科学（separation science）是研究从混合物中是研究从混合物中分离富集或纯化分离富集或纯化某些组分以获得某些组分以获得相对纯相对纯物质的规律及物质的规律及其应用的一门学科其应用的一门学科。组（或族）分离：组（或族）分离：将将性质相近的一类组分性质相近的一

7、类组分从从 复杂的混合物体系中分离出来。复杂的混合物体系中分离出来。单一分离：单一分离：将将某种化合物以纯物质的形式某种化合物以纯物质的形式从从 混合物中分离出来。混合物中分离出来。单一分离又包括单一分离又包括多组分相互分离多组分相互分离、特定组分特定组分分离分离和和部分分离部分分离等形式等形式二、分离的形式二、分离的形式三、与分离紧密相关的几个概念三、与分离紧密相关的几个概念1.富集（富集（enrichment）：指在分离过程中使目标化合物在某：指在分离过程中使目标化合物在某空间区域的浓度增加。往往空间区域的浓度增加。往往与分离同时实现与分离同时实现。摩尔分数摩尔分数小于小于0.1，特别痕量

8、组分，特别痕量组分2.浓缩（浓缩（concentration）：将溶液中一部分溶剂蒸发掉，使：将溶液中一部分溶剂蒸发掉，使溶液中存在的所有溶质都同等程度提高的过程。溶液中存在的所有溶质都同等程度提高的过程。溶剂与溶质溶剂与溶质的分离，溶质并不相互分离的分离，溶质并不相互分离。摩尔分数摩尔分数0.1-0.93.纯化（纯化（purification）：通过分离操作使目标物纯度提高的：通过分离操作使目标物纯度提高的过程，是过程，是进一步从目标产物中除去杂质进一步从目标产物中除去杂质的分离操作。以纯度的分离操作。以纯度（purity）表示，用途不同要求不同。）表示，用途不同要求不同。摩尔分数大于摩尔分

9、数大于0.91.分析操作的样品前处理，适应分析方法的选择性分析操作的样品前处理，适应分析方法的选择性 和灵敏度，提高准确和可靠性和灵敏度，提高准确和可靠性2.确认目标物质的结构确认目标物质的结构3.获取单一纯物质或某类物质以作他用获取单一纯物质或某类物质以作他用4.除掉有害或有毒物质除掉有害或有毒物质四、分离的目的四、分离的目的苏丹红？苏丹红？紫杉醇紫杉醇五、分离技术的特点五、分离技术的特点分离对象种类繁多分离对象种类繁多分离的目的各不相同分离的目的各不相同分离规模差别很大分离规模差别很大技术形形色色技术形形色色具体情况具体分析，具体情况具体分析，综合考虑选择最佳综合考虑选择最佳应用领域广泛应

10、用领域广泛六、对分离的原则性要求六、对分离的原则性要求分离因子高；分离因子高；所需分离剂或能量少；所需分离剂或能量少；产品纯度高；产品纯度高；设备便宜；设备便宜；操作简单；操作简单；分离速度快分离速度快具体情况具体分析，综合考虑选择最佳具体情况具体分析，综合考虑选择最佳1.2 分离科学的重要性分离科学的重要性分离是认识世界的必经之路分离是认识世界的必经之路分离是各种分析技术的前提分离是各种分析技术的前提富集和浓缩延伸了分析方法检出下限富集和浓缩延伸了分析方法检出下限分离科学是其他学科发展的基础分离科学是其他学科发展的基础分离科学大大提高了人类的生活品质分离科学大大提高了人类的生活品质1.3 分

11、离过程的本质分离过程的本质 如果混合或分离过程如果混合或分离过程体系总自由能降低体系总自由能降低，则混合或分离可以则混合或分离可以自发进行自发进行。1.4 分离方法的分类分离方法的分类不同物质之所以能相互分离，是基于各物质之间的不同物质之所以能相互分离，是基于各物质之间的物理、化学或生物学性质的差异物理、化学或生物学性质的差异。并且，。并且，性质差异性质差异可以与外场能量有多种组合形式可以与外场能量有多种组合形式，能量的作用方式，能量的作用方式也可以有变化，因此衍生出多种多样的分离方法。也可以有变化，因此衍生出多种多样的分离方法。分离装置分离装置原料（混合物）原料（混合物）能量或分离剂能量或分

12、离剂目标产物目标产物残余物残余物 按被分离物质的性质分类按被分离物质的性质分类物理分离法物理分离法：如离心，电磁分离：如离心，电磁分离化学分离法化学分离法：如沉淀、溶剂萃取、色谱分离、：如沉淀、溶剂萃取、色谱分离、选择性溶解选择性溶解物理化学分离法物理化学分离法：如蒸馏、挥发、电泳、：如蒸馏、挥发、电泳、区带熔融，膜分离区带熔融，膜分离1.平衡分离过程：平衡分离过程：利用外加能量或分离剂，使原利用外加能量或分离剂，使原混合体系形成新的相界面，利用混合体系形成新的相界面，利用互不相溶的两互不相溶的两相界面上的平衡关系相界面上的平衡关系使均相混合物得以分离的使均相混合物得以分离的方法。方法。P7

13、表表1-2按分离过程的本质分类按分离过程的本质分类2.速度差分离过程速度差分离过程：利用外加能量，强化特殊梯利用外加能量，强化特殊梯度场（度场（重力、压力、温度、浓度、电位梯度重力、压力、温度、浓度、电位梯度等）等）用于非均相混合物分离的方法。用于非均相混合物分离的方法。P7 表表1-3 能够产生速度差的场包括能够产生速度差的场包括 均匀空间：均匀空间：真空、气相、液相真空、气相、液相 存在介质的非均匀空间：通常指多孔体，如存在介质的非均匀空间：通常指多孔体，如多孔多孔 膜和多孔滤材膜和多孔滤材3.反应分离过程反应分离过程：利用：利用外加能量或化学试剂外加能量或化学试剂，促进化学反应达到分离的

14、方法。促进化学反应达到分离的方法。反应分离法既可以利用反应体，也可以不利用反应体。反应分离法既可以利用反应体，也可以不利用反应体。反应体又分为反应体又分为再生型、一次性和生物体型再生型、一次性和生物体型反应体。反应体。P7 表表1-4 1.5 分离方法的评价分离方法的评价 一般指标：一般指标：分离度分离度 回收率回收率 富集倍数富集倍数 准确度准确度 重现性重现性 1.回收率回收率量量原原来来所所含含被被分分离离物物的的质质集集）后后实实际际测测得得的的质质量量被被分分离离物物经经分分离离（或或富富回回收收率率 R%1000 QQR越大越好，一般指标要求：越大越好，一般指标要求：常量组分（常量

15、组分（1%）：）：R 99.9%痕量组分（痕量组分（0.01%）：）：R=9590%1+12测定方法：标准加入法、标准样品法测定方法：标准加入法、标准样品法2.分离因子分离因子S A，B 表示表示目标分离组分目标分离组分A与共存组分与共存组分B 被分离的程度被分离的程度00,/BABABABAQQQQRRS S A，B数值越大，分离效果越好。数值越大，分离效果越好。3.富集倍数富集倍数基基体体组组分分的的回回收收率率目目标标组组分分的的回回收收率率富富集集倍倍数数 重金属污染物的生物富集示意重金属污染物的生物富集示意固相萃取固相萃取液相萃取液相萃取1.6 分离技术的展望分离技术的展望一、色谱技

16、术已成为最有效和应用最广泛的分离技术一、色谱技术已成为最有效和应用最广泛的分离技术二、不同分离技术相互渗透形成新的分离方法二、不同分离技术相互渗透形成新的分离方法三、其他学科对分离技术的促进三、其他学科对分离技术的促进四、分离富集技术的自动化四、分离富集技术的自动化五、在线分离技术大有可为五、在线分离技术大有可为思考题：思考题：P10 3 根据自己的理解用自己的语言阐述分离与分析的区别与联系根据自己的理解用自己的语言阐述分离与分析的区别与联系关注生产实践关注生产实践各种分离方法与技术相关专著的延伸阅读各种分离方法与技术相关专著的延伸阅读相关文献资料的查阅相关文献资料的查阅、分析、整理、思考、归

17、纳、分析、整理、思考、归纳最新发展动态的及时跟踪，不间断学习最新发展动态的及时跟踪，不间断学习1.7学习方法与成绩评定学习方法与成绩评定 成绩评定成绩评定:平时平时 20%(作业、考勤作业、考勤)专题专题 30%期末期末 50%小专题展示汇报要求小专题展示汇报要求专题主体为具体的分离技术介绍及应用展示专题主体为具体的分离技术介绍及应用展示专题展示要求在讲清楚相关分离方法或技术相专题展示要求在讲清楚相关分离方法或技术相关知识点的基础上，关知识点的基础上，必须有相应的应用实例辅必须有相应的应用实例辅助说明助说明(个个)，实例必须注明具体文献出处，实例必须注明具体文献出处2-3人一组人一组，自由组合

18、，相互协作，一人主讲，自由组合，相互协作，一人主讲，其他同学可作必要补充其他同学可作必要补充小专题自选，或由老师指定，准备时间一周左小专题自选，或由老师指定，准备时间一周左右，汇报时间控制在右，汇报时间控制在10-15 min汇报汇报PPT与个人材料须发给老师并做分工说明与个人材料须发给老师并做分工说明第四章第四章 分子间的相互作用与溶剂特性分子间的相互作用与溶剂特性 4.1 分子间的相互作用分子间的相互作用4.2 物质的溶解与溶剂极性物质的溶解与溶剂极性 4.3 疏水相互作用疏水相互作用4.1 分子间的相互作用分子间的相互作用分子间的分子间的相互作用相互作用静电相互作用静电相互作用范德华力范

19、德华力永久偶极相互作用力永久偶极相互作用力诱导偶极相互作用力诱导偶极相互作用力色散力色散力电荷转移相互作用电荷转移相互作用1.定义：定义：分子间的相互作用是介于物理相互作用与分子间的相互作用是介于物理相互作用与 化学相互作用之间的一种作用力，是联系化学相互作用之间的一种作用力，是联系 物质结构与性质的桥梁。物质结构与性质的桥梁。2.分类：分类：氢键氢键分子间的相互作用分子间的相互作用相互作用相互作用物理物理化学化学分子间分子间大小（大小（kJ/mol）0-15200-400几到几十几到几十方向性与饱和性方向性与饱和性无无有有有或无有或无3.大小大小通常用势能或分子间力表征通常用势能或分子间力表

20、征.分子间的相互作用分子间的相互作用612U(r)rBrA 排斥能正值排斥能正值吸引能负值吸引能负值 A、B为常数为常数分子间的相互作用势能与分子间距离的函数关系见分子间的相互作用势能与分子间距离的函数关系见P36P36图图4-1.4-1.两分子相距无限远时，其间相互作用可忽略不计。两分子相距无限远时，其间相互作用可忽略不计。当对体系做功使两个分子相互接近到某一距离当对体系做功使两个分子相互接近到某一距离r r时，时，分子间的相互作用势能与两分子的结构及两分分子间的相互作用势能与两分子的结构及两分子对称中心间的距离有关子对称中心间的距离有关：4.1.1 静电相互作用静电相互作用 库仑定律库仑定

21、律：静电作用力与距离平方成反比，属长程力。静电作用力与距离平方成反比，属长程力。204rqqFji 分子间距离分子间距离小于小于平衡距离平衡距离等于等于平衡距离平衡距离大于大于平衡距离平衡距离大于大于10倍倍平衡距离平衡距离作用力作用力斥力斥力 引力引力斥力斥力=引力引力引力引力 斥力斥力近似为近似为0 0合力合力斥力斥力0 0引力引力近似为近似为0 0分离中涉及静电相互作用场合：分离中涉及静电相互作用场合：离子对液相色谱中离子对的形成；离子对液相色谱中离子对的形成；离子缔合物溶剂萃取；离子缔合物溶剂萃取；离子交换离子交换 4.1.2 范德华力（范德华力（Van Der Waals Force

22、）一、一、永久偶极相互作用力永久偶极相互作用力(也称定向力也称定向力)永久偶极（或固有偶极）：永久偶极（或固有偶极）：分子中因电荷分布不均分子中因电荷分布不均 匀而出现的正电荷中心与负电荷中心相分离的匀而出现的正电荷中心与负电荷中心相分离的 现象，原本就存在。现象，原本就存在。如极性分子中如极性分子中。由于正负电荷中心之间的静电作用，具有永久偶极由于正负电荷中心之间的静电作用，具有永久偶极 的分子之间会趋于定向排列。的分子之间会趋于定向排列。两偶极子取向平行时作用最小；两偶极子取向平行时作用最小；反平行时作用最强。反平行时作用最强。二、诱导偶极相互作用力二、诱导偶极相互作用力 非极性分子没有固

23、有偶极，但当受到电场作用非极性分子没有固有偶极，但当受到电场作用 时，时，分子中的电荷分布发生变化，正负电荷中心分离，从而分子中的电荷分布发生变化，正负电荷中心分离，从而产生诱导偶极。产生诱导偶极。诱导偶极矩的大小与外电场强度成正比。诱导偶极矩的大小与外电场强度成正比。被诱导分子的极化率，越大，越易被诱导。被诱导分子的极化率，越大，越易被诱导。四氯化碳、环己烷、甲苯、正庚烷四氯化碳、环己烷、甲苯、正庚烷等固有偶极矩很小，但等固有偶极矩很小，但极极化率较高，容易被诱导，在极性溶剂中具有较高的极化能。化率较高，容易被诱导，在极性溶剂中具有较高的极化能。E 范德华力（范德华力（Van Der Waa

24、ls ForceVan Der Waals Force）三、色散力三、色散力色散相互作用：色散相互作用：两个无永久偶极矩的中性分子两个无永久偶极矩的中性分子 在近距离内产生相互吸引的现象。在近距离内产生相互吸引的现象。弥撒作用（电荷波动作用）：弥撒作用（电荷波动作用）：分子不停随机运动，其分子不停随机运动，其外层电子亦不停运动，在某一瞬间，电子在核周围的外层电子亦不停运动，在某一瞬间，电子在核周围的位置不对称，分子中产生位置不对称，分子中产生瞬时偶极矩瞬时偶极矩。这种偶极矩的。这种偶极矩的相互作用，使相互作用，使非极性分子间也存在一种吸引力非极性分子间也存在一种吸引力，这种，这种力叫做色散力。

25、力叫做色散力。范德华力（范德华力（Van Der Waals ForceVan Der Waals Force）色散力特点：色散力特点：普遍存在普遍存在于任何两个相邻的原子和分子之间，是许多溶剂于任何两个相邻的原子和分子之间，是许多溶剂极性不同的主要原因，是非极性分子之间主要的相互作用极性不同的主要原因，是非极性分子之间主要的相互作用力，也存在于极性分子间。力，也存在于极性分子间。色散力是色散力是产生范德华力的最重要原因，为唯一一种为所有产生范德华力的最重要原因，为唯一一种为所有类型分子所共有的吸引力。类型分子所共有的吸引力。色散力主要色散力主要取决于分子的极化率取决于分子的极化率，即化学键的

26、性质。，即化学键的性质。电电子的极化率较高，故子的极化率较高，故具有共轭具有共轭电子结构的分子之间具有电子结构的分子之间具有较强的色散力较强的色散力。极化率是非矢量，色散力无饱和性。极化率是非矢量，色散力无饱和性。色散相互作用势能与温度无关，与距离六次方成反比。分色散相互作用势能与温度无关，与距离六次方成反比。分子间距离增大，色散力急剧下降。子间距离增大，色散力急剧下降。范德华力小结范德华力小结三种范德华力中三种范德华力中色散力通常是主要的色散力通常是主要的。极性分子间三种力同时存在；非极性分子之极性分子间三种力同时存在；非极性分子之间只有色散力；含不饱和键或易极化键的分间只有色散力；含不饱和

27、键或易极化键的分子在有电场（存在极性分子或离子时），分子在有电场（存在极性分子或离子时），分子间主要是诱导偶极作用。子间主要是诱导偶极作用。3.分子间的范德华力会分子间的范德华力会随压力的增加而增加随压力的增加而增加4.1.3 氢键氢键1.定义：定义：氢原子氢原子在分子中与在分子中与电负性较大的原子电负性较大的原子X形成共价键形成共价键时，还可以吸引时，还可以吸引另一个电负性较大的原子另一个电负性较大的原子Y，与之形，与之形成较弱的化学结合。即形成成较弱的化学结合。即形成X-H+Y-结构的稳定化结构的稳定化合物合物。如如具有具有-OH或或-NH2的分子，易发生缔合作用。的分子，易发生缔合作用。

28、2.本质：本质：静电相互作用静电相互作用 X、Y强电负性原子，主要是强电负性原子，主要是O、F、N。氢氢 键键3.强弱：强弱：X、Y电负性越大，半径越小，氢键越强。电负性越大，半径越小，氢键越强。4.特征：特征：能减小所连接两个强电负性原子间的键长。能减小所连接两个强电负性原子间的键长。5.氢键键能：氢键键能：与与O、F、N形成氢键键能形成氢键键能16-33 kJ/mol。一般，一般，提供质子的分子的酸性越强提供质子的分子的酸性越强或或接受质子接受质子的分子碱性越强的分子碱性越强，则形成的，则形成的氢键的强度越大氢键的强度越大，且有，且有利于氢键的分子呈线性构型。利于氢键的分子呈线性构型。质子

29、给予体的酸度顺序：质子给予体的酸度顺序：强酸强酸 CHCl3 酚类酚类 醇类醇类 硫酚类硫酚类 质子接受体的碱度顺序：质子接受体的碱度顺序：胺类胺类 中性氢氧化物中性氢氧化物 腈类腈类 不饱和碳氢化合物不饱和碳氢化合物 硫化物硫化物氢氢 键键定义：定义：B +A (BA)B+A-Lewis碱碱 Lewis酸酸 电子给予体电子给予体 电子接受体电子接受体 电荷转移配合物电荷转移配合物2.电荷转移配合物形成条件：电荷转移配合物形成条件：Lewis碱碱有一个有一个能量较高的已占分子轨道能量较高的已占分子轨道，因而具有相对较低的电离势；因而具有相对较低的电离势；Lewis酸酸有一个有一个能量足够低的空

30、轨道能量足够低的空轨道，因而具有相对高的电子亲和能。因而具有相对高的电子亲和能。4.1.4 电荷转移相互作用电荷转移相互作用电荷转移相互作用电荷转移相互作用3.电荷转移程度的定性标准电荷转移程度的定性标准 软硬酸碱理论软硬酸碱理论 软软Lewis酸碱间的电荷转移不是很明显，酸碱间的电荷转移不是很明显，形成形成以共价键为主以共价键为主的化学键的化学键硬硬电荷转移显著，形成电荷转移显著，形成以离子键为主以离子键为主的的 化学键化学键软硬酸碱的基本特征见软硬酸碱的基本特征见 P40P40表表4-14-14.取代基性质对烯烃和芳香烃电子接受或取代基性质对烯烃和芳香烃电子接受或 给予能力的影响给予能力的

31、影响吸电子基团，使电子接受能力增强；吸电子基团，使电子接受能力增强；推电子基团，使电子给予能力增强；推电子基团，使电子给予能力增强；5.电荷转移配合物的稳定性：电荷转移配合物的稳定性：可用所形成配合物的离解压表示。可用所形成配合物的离解压表示。相同温度下，离解压越低，配合物越稳定。相同温度下，离解压越低，配合物越稳定。电荷转移相互作用电荷转移相互作用4.1.5 分子间相互作用的总能量分子间相互作用的总能量分子间相分子间相互作用总互作用总能量能量静电相互作用势能静电相互作用势能范德华力范德华力固有偶极定向作用固有偶极定向作用势能势能诱导偶极诱导偶极定向作用势能定向作用势能色散色散相互作用势能相互

32、作用势能电荷转移相互作用电荷转移相互作用势能势能氢键氢键能能疏溶剂（疏水）相互作用势能疏溶剂（疏水）相互作用势能 思考题：思考题：P48 1、41.分析溶剂萃取分离过程中可能涉及的分子分析溶剂萃取分离过程中可能涉及的分子 间相互作用的种类。间相互作用的种类。4.举例说明范德华力在分离过程中的作用。举例说明范德华力在分离过程中的作用。4.2 物质的溶解与溶剂极性物质的溶解与溶剂极性4.2.1 物质的溶解过程物质的溶解过程一、基本步骤一、基本步骤 溶质分子溶质分子A：A-A A+A 克服克服HA-A，越大，溶解越困难，越大，溶解越困难。溶剂分子溶剂分子B：分子间键断裂，生成空隙以容纳溶：分子间键断

33、裂，生成空隙以容纳溶 质分子。质分子。HB-B越大，溶解越困难越大，溶解越困难。3.溶质分子与溶剂分子之间形成新的化学键，释放溶质分子与溶剂分子之间形成新的化学键，释放能量能量HA-B。二、物质溶解过程的能量变化二、物质溶解过程的能量变化 HA-B HA-A+HB-B-2HA-B HA-B0，难溶；，难溶；HA-B0，易溶；，易溶；HA-B0，可溶，但可能较慢。，可溶，但可能较慢。三、相似相溶（或相似易溶）规律三、相似相溶（或相似易溶）规律 HA-B在很多在很多情况下与情况下与A与与B的极性有关。从溶质分子与溶剂分子的极性有关。从溶质分子与溶剂分子化学结构的类似程度或极性的接近程度作出判断。化

34、学结构的类似程度或极性的接近程度作出判断。另外：另外：1.酸碱性物质易互溶酸碱性物质易互溶；2.电子给予体与接受体易互溶电子给予体与接受体易互溶；物质的溶解过程物质的溶解过程四、溶剂化作用：四、溶剂化作用：溶质溶解到溶剂中，由于溶质与溶剂分溶质溶解到溶剂中，由于溶质与溶剂分子之间的相互作用，子之间的相互作用，每一个被溶解的溶质每一个被溶解的溶质分子（或离子）被一层或松或紧的溶剂分分子（或离子）被一层或松或紧的溶剂分子所包围子所包围的现象。水为溶剂时称为水合作的现象。水为溶剂时称为水合作用。用。物质的溶解过程物质的溶解过程4.2.2 溶剂的极性溶剂的极性表征和比较参数：表征和比较参数：偶极矩偶极

35、矩 介电常数介电常数 水辛醇体系中的分配系数水辛醇体系中的分配系数 溶解度参数溶解度参数 罗氏极性参数罗氏极性参数溶剂的极性溶剂的极性一、溶解度参数一、溶解度参数 解释很多非电解质在有机溶剂中的溶解度解释很多非电解质在有机溶剂中的溶解度及分离问题及分离问题1.数学定义：数学定义：V)(内内iiU ViVi组分组分i i的摩尔体积；的摩尔体积；(Ui)(Ui)内内组分组分i i的摩尔内聚能，表示的摩尔内聚能，表示1mol1mol溶剂分子溶剂分子 间的相互作用的总能量，可查手册，或计算。间的相互作用的总能量，可查手册，或计算。低于正常沸点温度下，溶剂的摩尔内聚能与它的低于正常沸点温度下，溶剂的摩尔

36、内聚能与它的摩尔蒸发潜能有近似关系：摩尔蒸发潜能有近似关系：按照按照Hildebrand规则，溶剂的蒸发潜能可从规则，溶剂的蒸发潜能可从1atm下该下该溶剂的沸点（溶剂的沸点（Tbi）估算：估算：因此，可从溶剂沸点（因此，可从溶剂沸点（Tb）估算溶解度参数）估算溶解度参数。RTHUi 蒸蒸内内)(2027.07.232950bibiTTH 蒸蒸2.溶解度参数特点：溶解度参数特点：a.与溶剂极性参数与溶剂极性参数p相关联，相关联，反映了溶剂极性的大小反映了溶剂极性的大小；b.两种溶剂的两种溶剂的相同时，互溶性最好相同时，互溶性最好，相差越大，相差越大，互溶性越差；互溶性越差；c.可用于溶剂萃取、

37、色谱以及许多分离方法中溶质可用于溶剂萃取、色谱以及许多分离方法中溶质 或溶剂极性大小的估算，分离过程中溶剂的选择；或溶剂极性大小的估算，分离过程中溶剂的选择；d.包括了色散力、偶极力、质子接受性给予性的贡献。包括了色散力、偶极力、质子接受性给予性的贡献。二、罗氏极性参数（罗氏极性标度二、罗氏极性参数（罗氏极性标度p）定义：定义：选择三种模型化合物，分别代表典型的不选择三种模型化合物，分别代表典型的不同相互作用类型，同相互作用类型，乙醇（乙醇（ethanol）质子给予体化合物）质子给予体化合物 二氧六环（二氧六环（dioxane）质子接受体化合物）质子接受体化合物 硝基甲烷（硝基甲烷（nitro

38、methane）强偶极作用化合物）强偶极作用化合物 测定三种模型化合物在各种溶剂中的溶解性（通过测定三种模型化合物在各种溶剂中的溶解性（通过 测定一定温度下混合物的蒸气压来换算），对于一测定一定温度下混合物的蒸气压来换算），对于一 种溶剂，可得到三种模型化合物在该溶剂中的相对种溶剂，可得到三种模型化合物在该溶剂中的相对 溶解能溶解能He、Hd和和Hn，它们的和即为此溶剂的总极性，它们的和即为此溶剂的总极性p。epHdnHH2.选择性参数选择性参数三种模型化合物的相对溶解能三种模型化合物的相对溶解能He、Hd和和Hn，在总极性中所占比例代表不同类型分子，在总极性中所占比例代表不同类型分子间相互作

39、用在该溶剂总作用中所占的比例，表明间相互作用在该溶剂总作用中所占的比例，表明他们贡献的大小。他们贡献的大小。一个溶剂三分量的大小代表了该溶剂对三种一个溶剂三分量的大小代表了该溶剂对三种不同类型化合物的溶剂选择性的大小。不同类型化合物的溶剂选择性的大小。eeHxp ddHxp nnHxp 3.溶剂选择性三角形溶剂选择性三角形P44 图图4-2溶剂选择性三角形中的溶剂分组溶剂选择性三角形中的溶剂分组 P44 表表4-5 尽管溶剂种类很多，但可以归纳为有限的几个尽管溶剂种类很多，但可以归纳为有限的几个选择性组。在选择性组。在同一选择性组中的各种溶剂同一选择性组中的各种溶剂，具有非，具有非常接近的三个

40、选择性参数，因此常接近的三个选择性参数，因此在分离过程中具有在分离过程中具有类似的选择性类似的选择性，若要通过选择溶剂改善分离，就要若要通过选择溶剂改善分离，就要选择不同组的溶剂。选择不同组的溶剂。4.分离过程中以罗氏极性参数为依据的溶剂选择方法分离过程中以罗氏极性参数为依据的溶剂选择方法：首先，根据首先，根据相似相溶相似相溶规律，选择与溶质极性尽可能规律，选择与溶质极性尽可能 相等的溶剂。相等的溶剂。其次，在其次，在保持溶剂极性不变保持溶剂极性不变前提下，前提下，更换溶剂种类更换溶剂种类，调整溶剂选择性，使分离选择性达到最佳。调整溶剂选择性，使分离选择性达到最佳。5.混合溶剂体系混合溶剂体系

41、可获得任意极性的溶剂体系可获得任意极性的溶剂体系 iippppi2211 混合溶剂选择步骤：混合溶剂选择步骤：选择一种非极性和一种极性溶剂，二者按不同比例选择一种非极性和一种极性溶剂，二者按不同比例混合得到一系列不同极性的混合溶剂；混合得到一系列不同极性的混合溶剂；研究目标溶质在上述系列混合溶剂中的溶解度，从研究目标溶质在上述系列混合溶剂中的溶解度，从其最大溶解度所对应的混合溶剂的其最大溶解度所对应的混合溶剂的p值可知溶质的值可知溶质的近似近似p值。值。1.从溶剂选择性三角形中的不同组中选择新的极性溶从溶剂选择性三角形中的不同组中选择新的极性溶剂替换（剂替换（1）中的极性溶剂，并通过此极性溶剂

42、的比）中的极性溶剂，并通过此极性溶剂的比例维持混合溶剂最佳例维持混合溶剂最佳p值不变，最终必定能找到一值不变，最终必定能找到一种溶解性和选择性都合适的溶剂。种溶解性和选择性都合适的溶剂。4.3 疏水相互作用疏水相互作用溶解溶解溶剂分子间、溶质分子间，溶质与溶剂分子溶剂分子间、溶质分子间，溶质与溶剂分子 间均有相互作用。间均有相互作用。亲水性亲水性极性物质易溶于水极性物质易溶于水疏水性疏水性非极性物质很难溶解（均匀分散）在水中非极性物质很难溶解（均匀分散）在水中 非极性分子表现出的疏水效应非极性分子表现出的疏水效应与非极性分子本身关与非极性分子本身关系不大，而系不大，而主要取于溶剂（水）的性质主

43、要取于溶剂（水）的性质。疏水相互作。疏水相互作用与范德华力的距离接近，但用与范德华力的距离接近，但疏水相互作用的强度要疏水相互作用的强度要比范德华力大比范德华力大1-2个数量级个数量级，相互作用的距离可以延伸相互作用的距离可以延伸到到10nm。疏水效应是一种物理现象疏水效应是一种物理现象，过程相当复杂，主要，过程相当复杂，主要源自熵效应，该熵效应又源自熵效应，该熵效应又与水具有形成氢键的强烈与水具有形成氢键的强烈趋势有关趋势有关。在水中存在非极性分子时，水的氢键网。在水中存在非极性分子时，水的氢键网络会发生重排，为保持氢键的数目，水分子会在非络会发生重排，为保持氢键的数目，水分子会在非极性溶质表面有序地形成笼状排列，这样有利于形极性溶质表面有序地形成笼状排列，这样有利于形成更多的氢键，而与非极性分子的类型和大小无关。成更多的氢键，而与非极性分子的类型和大小无关。典型实例：反相高效液相色谱。典型实例：反相高效液相色谱。在非水溶剂中也有溶质聚集现象，溶质在溶剂中在非水溶剂中也有溶质聚集现象，溶质在溶剂中产生的聚集现象称为疏溶剂作用。产生的聚集现象称为疏溶剂作用。