
【化】 amphiprotic solvent; amphoteric solvent
两性溶剂(Amphoteric Solvent)在化学中指的是一类既能接受质子(表现为碱)又能提供质子(表现为酸)的溶剂。这类溶剂具有独特的化学性质,使其在多种化学反应中扮演重要角色。
质子自递反应(Autoprotolysis)
两性溶剂最显著的特征是能发生质子自递反应,即溶剂分子间自发发生质子转移。例如,水的自递反应为:
$$
ce{2H2O <=> H3O+ + OH-}
$$
其他常见两性溶剂(如乙醇、氨)也有类似反应。该性质使其成为酸碱反应的理想介质,尤其在酸碱滴定中广泛应用 。
酸碱性双重角色
两性溶剂既可溶解酸性物质(接受质子生成溶剂化阳离子,如 (ce{H3O+})),也可溶解碱性物质(提供质子生成溶剂化阴离子,如 (ce{OH-}))。例如,氨作为溶剂时:
这种双重特性使其成为非水溶剂化学的重要载体 。
介电常数与溶解能力
多数两性溶剂(如水、乙醇)具有较高的介电常数,能有效减弱离子间静电作用,促进电解质解离。例如水的介电常数(25℃时约78.5)使其成为优异的离子化合物溶剂 。
明确定义两性溶剂为“同时具有质子给予体和接受体功能的溶剂”(IUPAC Gold Book)。
详述了自递反应平衡常数(如水的 (K_w = 10^{-14}))对溶剂酸碱强度的影响。
分析了非水两性溶剂(如甲酸)在有机合成中的催化机制(J. Chem. Educ. 2020, 97, 8)。
来源说明:
两性溶剂是指既能接受质子(表现为碱性)又能给出质子(表现为酸性)的溶剂,其酸碱性与水相似。这类溶剂通过质子自递反应实现质子传递,属于质子溶剂的一种,常见于化学分析或滴定实验中。
质子传递能力
两性溶剂分子中含有电负性元素(如羟基-OH、氨基-NH等),使其既能作为氢键给予体释放质子,又能作为受体接受质子。例如,水(H₂O)的自递反应生成H₃O⁺和OH⁻,体现了其两性特征。
常见类型与实例
应用场景
两性溶剂常用于滴定分析中,尤其适合作为弱酸或弱碱的滴定介质。例如,乙醇可作为某些有机弱酸的溶剂,增强其酸性以便准确测定。
总结来看,两性溶剂通过平衡质子传递能力,在化学反应中提供类似水的环境,是实验室中重要的介质选择。
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