Unterschied zwischen protischen und aprotischen Lösungsmitteln: Lösungsmittel sind wichtige Bestandteile vieler chemischer Reaktionen, da sie bei der Auflösung von Reaktanten und der Bildung von Produkten helfen. Allerdings sind nicht alle Lösungsmittel gleich und ihre Eigenschaften können einen erheblichen Einfluss auf das Ergebnis einer Reaktion haben. Lösungsmittel können danach klassifiziert werden, ob sie protisch oder aprotisch sind. Im folgenden Artikel gehen wir auf die Unterschiede und Eigenschaften protischer und aprotischer Lösungsmittel ein.
Was sind protische Lösungsmittel?
Polare Lösungsmittel, sogenannte protonische Lösungsmittel, haben Wasserstoffatome, die an elektronegative Atome wie Fluor, Sauerstoff oder Stickstoff gebunden sind. Die Fähigkeit dieser Lösungsmittel zu erzeugen Wasserstoffbrücken mit anderen Molekülen definiert sie. Wasser, Ethanol, Methanol, Essigsäure und Ammoniak sind einige protische Lösungsmittel.
Eigenschaften des protischen Lösungsmittels:
- Protische Lösungsmittel enthalten ein saures Wasserstoffatom und können sowohl als Geber als auch als Akzeptor für Wasserstoffbrücken fungieren.
- Sie stabilisieren wirksam geladene Spezies wie Ionen, da sie eine hohe Dielektrizitätskonstante haben.
- Protische Lösungsmittel haben oft einen hohen Siedepunkt und sind polar.
- Sie sind in der Lage, Wasserstoffbrückenbindungen einzugehen, wodurch sie robuste Solvathüllen um Kationen und Anionen bilden können.
Was sind aprotische Lösungsmittel?
In aprotischen Flüssigkeiten ist ein Wasserstoffatom nicht mit einem elektronegativen Atom verbunden. Diese Lösungsmittel zeichnen sich dadurch aus, dass sie nicht über Wasserstoffbrückenbindungen mit anderen Molekülen interagieren können. Aceton, Dimethylsulfoxid (DMSO), Hexan und Chloroform sind Beispiele für aprotische Lösungsmittel.
Typoskriptsatz
Eigenschaften des aprotischen Lösungsmittels:
- Aufgrund des Fehlens eines sauren Wasserstoffatoms können aprotische Lösungsmittel nicht als Donoren für Wasserstoffbrücken fungieren.
- Sie sind bei der Stabilisierung geladener Spezies weniger erfolgreich als protische Lösungsmittel, da sie eine niedrigere Dielektrizitätskonstante haben.
- Im Vergleich zu protischen Lösungsmitteln sind aprotische Lösungsmittel häufig weniger polar und haben einen niedrigeren Siedepunkt.
- Im Vergleich zu protischen Lösungsmitteln neigen sie weniger dazu, robuste Solvathüllen um Ionen zu bilden.
Eigenschaftstabelle protischer und aprotischer Lösungsmittel
| Eigenschaften | Protisches Lösungsmittel | Aprotisches Lösungsmittel |
| Vorhandensein von saurem Wasserstoff | Ja | NEIN |
| Fähigkeit zur Wasserstoffbindung | Ja | NEIN |
| Dielektrizitätskonstante | hoch | niedrig Arten von for-Schleifen |
| Polarität | hoch | niedrig |
| Siedepunkt | hoch | niedrig |
| Lösung von Ionen if-Anweisung Java | stark | schwach |
| Beispiele | Wasser, Ethanol, Methanol, Essigsäure | Aceton, DMSO, Acetonitril |
Unterschied zwischen protischem und aprotischem Lösungsmittel
Eigentum | Protisches Lösungsmittel | Aprotisches Lösungsmittel |
| Vorratsdatenspeicherung | Protische Lösungsmittel sind polare Flüssigkeiten. Stoffe mit Wasserstoffatomen können auseinanderbrechen. | Aprotische Lösungsmittel sind polare Flüssigkeiten. Stoffe ohne Wasserstoffatome können getrennt werden. |
| Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen | In einem protischen Lösungsmittel können Wasserstoffbrückenbindungen entstehen. | In aprotischen Flüssigkeiten können sich keine Wasserstoffbrückenbindungen bilden. |
| Vorhandene chemische Bindungen | O-H-Bindungen und N-H-Bindungen kommen in protischen Lösungsmitteln häufig vor. | O-H-Bindungen und N-H-Bindungen fehlen in aprotischen Lösungsmitteln. |
| Bevorzugte Reaktionsart | Protische Lösungsmittel bevorzugen SN1-Reaktionen. | Aprotische Lösungsmittel bevorzugen SN2-Reaktionen. |
| Dipolmoment | Hoch | Variiert |
| Säuren und Basen und ihre Wechselwirkungen | Kann Protonen bereitstellen und absorbieren. | Kann Protonen absorbieren, aber nicht abgeben. |
| Reaktivität mit NaOH | Protonieren | Keine Reaktion |
| Löslichkeit von Salzen | Gut | Arm |
| Löslichkeit von Gasen | Arm | Gut |
| Säure | Ja | Nein (außer Trifluoressigsäure) |
| Basizität | Ja | Variiert |
| Anwendungsbeispiele | Säurekatalysierte Reaktionen, nukleophile Substitutionen, SN1 | Friedel-Crafts-Reaktionen, Grignard-Reaktionen, SN2 |
Ähnlichkeiten zwischen protischen und aprotischen Lösungsmitteln
- Beide Arten von Lösungsmitteln enthalten ein Dipolmoment und können polare Moleküle auflösen, was sie zu polaren Lösungsmitteln macht.
- Organische Moleküle wie Alkohole, Ether und Ketone können sowohl mit protischen als auch mit aprotischen Lösungsmitteln gelöst werden.
- Als Medium für die Reaktion können sowohl protische als auch aprotische Lösungsmittel die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion verändern.
- Beide Arten von Lösungsmitteln können die Stabilität und Reaktivität chemischer Spezies wie Ionen und Radikale beeinflussen.
- Protische und aprotische Lösungsmittel können in chemischen Prozessen sowohl als Reaktanten als auch als Katalysatoren fungieren.
- Beide Arten von Lösungsmitteln sind in der Lage, bestimmte Chemikalien oder Moleküle aus einer Mischung zu extrahieren oder zu reinigen.
Abschluss
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass protische Lösungsmittel polar sind und ein saures Wasserstoffatom enthalten, während aprotische Lösungsmittel kein saures Wasserstoffatom haben und weniger polar sind. Aprotische Lösungsmittel sind bei der Stabilisierung geladener Spezies und der Bildung robuster Solvathüllen um Ionen weniger erfolgreich als protische Lösungsmittel. Die jeweilige chemische Reaktion oder der durchgeführte Prozess sowie die Eigenschaften der Reaktanten und Produkte beeinflussen die Wahl des Lösungsmittels.
FAQs zu protischen und aprotischen Lösungsmitteln
Q1. Können protische und aprotische Lösungsmittel kombiniert werden?
Protische und aprotische Lösungsmittel können zu einem Lösungsmittel mit mittleren Eigenschaften kombiniert werden.
Q2. Kann ein aprotisches Lösungsmittel an Säure-Base-Prozessen teilnehmen?
Ja, da protische Lösungsmittel saure Wasserstoffatome enthalten, die ein Proton abgeben können, können sie an Säure-Base-Prozessen beteiligt sein.
Java xor
Q3. Wie beeinflusst die Temperatur die Löslichkeit in protischen und aprotischen Lösungsmitteln?
Eine Erhöhung der Temperatur eines gelösten Stoffes kann im Allgemeinen seine Löslichkeit in beiden Arten von Lösungsmitteln verbessern, es kann jedoch je nach gelöstem Stoff und Lösungsmittel Ausnahmen geben.
Q4. Was sind einige beliebte Anwendungen für aprotische Lösungsmittel?
Aprotische Lösungsmittel werden häufig in Prozessen der organischen Chemie wie nukleophilen Substitutionen, Grignard-Reaktionen und Friedel-Crafts-Reaktionen eingesetzt. Darüber hinaus können sie als Lösungsmittel in Lithium-Ionen-Batterien und anderen elektrochemischen Anwendungen eingesetzt werden.
F5. Welche Rolle spielen Wasserstoffbrückenbindungen in protischen Lösungsmitteln?
Das Vorhandensein von Wasserstoffbrückenbindungen in protischen Lösungsmitteln kann einen erheblichen Einfluss auf chemische Prozesse haben, da es die Reaktivität und Stabilität bestimmter chemischer Spezies beeinflusst.