Hoe Oplosmiddelen Chemische Reactiesnelheden en Resultaten Beïnvloeden

Een oplosmiddel kan elke stof zijn, die in een oplossing verandert door een vast, vloeibaar of gasvormig oplosmiddel op te lossen. Het oplosmiddel is meestal een vloeistof, maar kan ook een vast of gas zijn.

In ons dagelijks leven vinden we het beste voorbeeld van oplosmiddel, dat geen ander is dan water.

Algemene gebruiken van oplosmiddelen variëren van chemische reinigingsmiddelen, verfverdunners, nagellakverwijderaars, lijmen, vlekkenverwijderaars, wasmiddelen en in persoonlijke verzorgingsproducten zoals parfums.

Voorbeelden van Oplosmiddelen

Tolueen

Aceton

Methylacetaat

Hexaan

Ethanol

Oplosmiddelen vinden diverse toepassingen in chemische, farmaceutische, olie- en gasindustrieën, inclusief in chemische synthesen en zuiveringsprocessen.

Meest andere veelgebruikte oplosmiddelen zijn koolstofbevattende chemicaliën. Deze worden aangeduid als organische oplosmiddelen. Oplosmiddelen hebben meestal een laag kookpunt en als gevolg verdampen ze gemakkelijk of kunnen verwijderd worden door een eenvoudig proces genaamd distillatie, waardoor de opgeloste stof achterblijft. Oplosmiddelen zijn inerte van aard, omdat ze niet chemisch reageren met de opgeloste verbindingen. Deze kunnen ook gebruikt worden om oplosbare verbindingen uit een mengsel te extraheren, het meest voorkomende voorbeeld is het zetten van koffie of thee met heet water.

Classificatie van Oplosmiddelen

De oplosmiddelen zijn basis ingedeeld in niet-polair, polair aprotisch, en polair protisch oplosmiddelen.

Oplosmiddel effecten op chemische reactie

Oplosmiddelen kunnen een effect hebben op diverse eigenschappen van stoffen zoals oplosbaarheid, stabiliteit en reactiesnelheden.

Oplosmiddelen Effecten op Oplosbaarheid

Een oplosmiddel lost op in een oplosmiddel alleen wanneer het gunstige interacties vormt met het oplosmiddel. Dit oplossingsproces hangt volledig af van de vrije energieverandering van zowel oplosmiddel als oplosmiddel. Deze vrije energie van solvatatie is weer afhankelijk van diverse factoren.

Oplosmiddelen Effecten op Stabiliteit

Verschillende oplosmiddelen kunnen de evenwichtsconstante van een reactie beïnvloeden door differentiele stabilisatie van de reactant of product. Het evenwicht verschuift in de richting van de stof die preferentieel gestabiliseerd wordt. Een stabilisatie van de reactant of product kan plaatsvinden door een van de verschillende niet-covalente interacties met het oplosmiddel zoals waterstofbruggen, dipool-dipool interacties, van der Waals interacties, etc.

In een ander geval, wordt het ionisatie-evenwicht van een zuur of een base beïnvloed door een oplosmiddelverandering. Het effect van het oplosmiddel is niet alleen vanwege zijn zuurte of basiciteit maar ook vanwege zijn dielectrische constante en zijn vermogen om preferentieel te solvateren en dus bepaalde soorten in zuur-base evenwichten te stabiliseren. Een verandering in het solvateringsvermogen of dielectrische constante kan dus de zuurte of basiciteit beïnvloeden.

Oplosmiddelen Effecten op Reactiesnelheden

Oplosmiddelen kunnen snelheden beïnvloeden door evenwichts-oplosmiddel effecten die uitgelegd kunnen worden op basis van de overgangstoestantheorie. In essentie worden de reactiesnelheden beïnvloed door differentiele solvatatie van het startmateriaal en de overgangstoestand door het oplosmiddel.

Andere Effecten van Oplosmiddelen

Het oplosmiddel gebruikt in substitutiereacties bepaalt inherent de nucleofiliteit van de nucleofiel. Als zodanig beïnvloeden oplosmiddelomstandigheden significant de prestaties van een reactie met bepaalde oplosmiddelomstandaties die één reactiemechanisme boven een ander favoriseren. Voor SN1 reacties is de capaciteit van het oplosmiddel om de intermediaire carbokation te stabiliseren van direct belang voor haar levensvatbaarheid als een geschikt oplosmiddel. Het vermogen van polaire oplosmiddelen om de snelheid van SN1 reacties te verhogen is een resultaat van het polaire oplosmiddel dat de reactante intermediaire soorten solvateert, d.w.z. de carbokation, waardoor de intermediaire energie relatief tot het startmateriaal verlaagd wordt.

SN1 Reacties

De SN1 reactie is een substitutiereactie in organische chemie. 'SN' staat voor nucleofiele substitutie en de '1' vertegenwoordigt het feit dat de snelheidsbepalende stap unimoleculair is. De reactie omvat een carbokation intermediair en wordt veel gezien in reacties van secundaire of tertiaire alkylhalogeniden onder sterk basische omstandigheden of, onder sterk zure omstandigheden, met secundaire of tertiaire alcoholen.

SN2 Reacties

De SN2 reactie is een type reactiemechanisme dat veelvoorkomend is in organische chemie. In dit mechanisme wordt één binding verbroken en één binding synchroon gevormd. SN2 is een soort nucleofiele substitutiereactiemechanisme.

Het geval voor SN2 reacties is heel anders, aangezien het gebrek aan solvatatie van de nucleofiel de snelheid van een SN2 reactie verhoogt.

Reacties met geladen overgangmetaalcomplexen (kationische of anionische) worden dramatisch beïnvloed door solvatatie, vooral in polaire media.

© WOC Artikel

Om de auteur te contacteren mail: articles@worldofchemicals.com