第三篇 溶剂相对介电常数的影响(2)
固体电解质溶解在溶剂中并解离成游离离子的反应可以分为两步:固体溶解于溶剂形成 溶剂化离子对(enter↓), 溶剂化离子对 进一步解离生成溶剂化阳离子和溶剂化阴离子。
(M+, X-) 溶剂 ⇔ M+溶剂 + X-溶剂
(5)
对于上述这两个过程,溶剂的相对介电常数越大(亦或受其他因素的影响,使离子的溶剂化容易发生),就越容易向右移动。 用于电极反应的溶剂应该能溶解支持电解质,而且必须能在相当程度上解离成离子,所以经常使用相对介电常数较大(εr>20)的溶剂

表1中例举了一些电化学中使用的一些典型的溶剂及其物理性质。
可以看到象乙腈,DMF, PC,DMSO,甲醇等电化学常用溶剂的相对介电常数远大于20。
特别要提一下水的εr非常大,所以水是一种非常好的电化学测量用的溶剂。
用于电极反应的溶剂应该能溶解支持电解质,而且必须能在相当程度上解离成离子,所以经常使用相对介电常数较大(εr>20)的溶剂。
然而,对于THF等这些相对介电常数较低的溶剂, 也可通过使用合适的支持电解质进行电极反应测量。

表2为各种四烷基铵盐在乙腈, DMF,DME, THF四种溶剂中的溶解度和浓度为0.6或1.0 M时的溶液的电阻率[2][3]
从表中的溶解度和电阻率看,对于乙腈,DMF这些相对介电常数远大于20的溶剂,各种四烷基铵盐均能较好地溶解在溶剂中,得到电阻率较小的电解质溶液。
但是,对于DME,THF这些相对介电常数较小的溶剂, 如果铵盐的烷基为乙基时,这些电解质盐在DME,THF溶剂中的溶解度很小,很难溶解,溶液的电阻率也无法测量。但是当铵盐的烷基为丁基时,它们在DME,THF溶剂中的溶解度大大增加,溶液的电阻率亦可以测量得到。
参考文献
[2] H.O.House,E.Feng and N,P.Peet,J. Org. Chem.36,2371(1971).
[3] K.Rousseau,G. C.Farrington and D.Dolphin,ibid. 37, 3968 (1972).
从表中的溶解度和电阻率看,对于乙腈,DMF这些相对介电常数远大于20的溶剂,各种四烷基铵盐均能较好地溶解在溶剂中,得到电阻率较小的电解质溶液。
但是,对于DME,THF这些相对介电常数较小的溶剂, 如果铵盐的烷基为乙基时,这些电解质盐在DME,THF溶剂中的溶解度很小,很难溶解,溶液的电阻率也无法测量。但是当铵盐的烷基为丁基时,它们在DME,THF溶剂中的溶解度大大增加,溶液的电阻率亦可以测量得到。
参考文献
[2] H.O.House,E.Feng and N,P.Peet,J. Org. Chem.36,2371(1971).
[3] K.Rousseau,G. C.Farrington and D.Dolphin,ibid. 37, 3968 (1972).