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两种有机溶剂不互溶且都不溶于水这样的有机溶剂有哪些?

发布时间:2019-12-22 10:23    点击次数:73次   

  人们往往都会觉得一个东西和水不溶,那么他肯定与油相溶了。这也是很正常的生活经验。但是含氟烷烃就是一个例外了。

  而制作这类衣物就需要用到我们所说的含氟烷烃类有机物。既防水又防油,同时又保持着透气能力,使人们穿着不会闷。

  这是主要因为氟碳聚合物拒水拒油能力和它具有较低的表面能有关,赋予织物纤维较低的表面能使其不易与水和油相亲和。

  氟元素是所有元素中电负性最强的元素,而与碳所形成的碳氟键(C—F)键能高达485kJ/mol,同时因为氟原子核对氟原子外层的电子和成键电子云束缚较强,使其极化率低,分布较均匀,可以使含氟分子极性大幅降低。

  所以含有大量氟碳键(C—F)的分子间的凝聚力小,当其附着在纤维表面时,会使纤维表面自由能显著降低,从而难被其他溶剂所润湿。只会在织物表面形成小水珠,用纸一擦便会抹去。

  雨伞属于防水整理,它是在织物表面涂抹一层不亲水的高分子聚合物(聚氨酯PU),通过物理的方式将织物间的缝隙堵上,使液体无法浸润,同时因为纤维间缝隙堵上,那么水蒸气也不会通过,就会使人感觉闷热。

  而使用氟碳聚合物处理过的衣物,属于去水去油整理,是降低纤维上的表面自由能,而纤维间的缝隙仍然保留未堵塞,水蒸气依然可以穿透织物,保持了织物原有的透气性能。而当织物在水中浸泡一定时间时,水分还是可以润湿衣物,可以正常洗涤。这也使织物依然拥有原有的手感与风格,和雨伞风格天壤之别。

  请检索氟相化学(Fluorous Chemistry)。全氟代的小分子有机物与常规有机溶剂和水都不混溶,可形成不混溶的三相。

  从热力学基本原理出发,很难找到。假设两有机溶剂都不溶于水,可以预计两者都有相当的疏水基团。但需要注意的是,互溶本身是熵增过程,所以如果要在热力学上允许,这个过程必须的焓变必须总体是强吸热的。当然,互溶中的焓变又可以细分为同种溶剂分子间作用力的打断和异种分子间作用力的形成。

  由于两溶剂都有相当的疏水基团,所以彼此有一定的结合力,很难在官能团上做到强吸热。所以只能从分子构型上入手。

  理想状态下,可以想象一个大的平面分子和一个球形分子:大的平面分子分子间作用力强,而两种分子混合后构型不互补,故似乎能最大程度地保证吸热。但同时作为溶剂,分子间作用力太强又会导致平面分子变成固态,从而不再是溶剂。

  本答案无法完全确定是否正确,如果有确切证据证明,最好是实验证明二硫化碳(或者四氯化碳)与混溶,或者相互之间溶解度很大,说明此答案有错,请将此答案折叠。

  一个著名的三色液实验:在试管中依次注入二硫化碳(或者四氯化碳)、水和,投入硫酸铜晶体和碘的混合物,摇振后出现三种颜色。

  硫酸铜只易溶于水,碘则易溶于二硫化碳(四氯化碳)和,但二硫化碳(四氯化碳)非极性,碘溶解后呈紫色,而有弱极性,碘溶解后偏棕色。

  不过这个例子不甚严格,还是可以溶于水的,虽然溶解度不大;另外依次注入二硫化碳(四氯化碳)、水和确实可以形成三层,但也并不一定说明二硫化碳(四氯化碳)和不互溶。


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