Efectes del dissolvent

En química, els efectes del dissolvent són un grup d'efectes que un dissolvent dau té sobre la reactivitat química. Els dissolvents poden tindre un efecte en la solubilitat, estabilitat i velocitat de reacció, aixina que l'elecció del dissolvent apropiat permet el control cinètic i termodinàmic en una reacció química.

Efectes sobre la solubilitat

Un solut es dissol en un dissolvent quan forma interaccions favorables en el dissolvent. La dissolució depén del canvi en l'energia lliure, tant del solut com del dissolvent. L'energia lliure de solvatación és una combinació de varis factors.

Solvatación del solut pel dissolvent

Primer deu crear-se una cavitat en el dissolvent. La creació de dita cavitat serà entrópicamente i entálpicamente desfavorable, ya que les molècules del dissolvent es localisen en regions més menudes, i hi ha menys interaccions dissolvent-dissolvent. Segon, el solut deu separar-se de les partícules grans de solut. Açò és entálpicamente desfavorable, ya que es trenquen interaccions solut-solut, pero entrópicamente favorable. Tercer, el solut deu ocupar la cavitat creada en el dissolvent. Açò resulta en interaccions solut-dissolvent favorables, i és entrópicamente favorable posat que la mescla està més desordenada que quan el dissolvent i el solut no estaven mesclats. La dissolució es dona freqüentment quan les interaccions solut-dissolvent són similars a les interaccions dissolvent-dissolvent, lo que es reflectix en l'expressió lo semblant dissol a lo semblant. D'ahí que els soluts polars es dissolguen en dissolvents polars, mentres que els soluts no polars es dissolen en dissolvents no polars. No hi ha una sola mida de la polaridad del dissolvent, aixina que la classificació dels dissolvents basada en la polaridad pot portar-se a terme usant diferents escales. (vore també: Dissolvent - classificació dels dissolvents)

Efectes en l'estabilitat

Diferents dissolvents poden afectar la constant d'equilibri d'una reacció per estabilisació diferencial del reactant o el producte. L'equilibri és espentat en la direcció de la substància que és estabilisada preferentment. L'estabilisació del reactant o producte pot donar-se per mig de qualsevol de les interaccions no covalente en el dissolvent, tals com l'enllaç d'hidrogen, interaccions dipol-dipol, etc.

Equilibri àcit-base

L'equilibri de ionisació d'un àcit o una base està afectat per un canvi en el dissolvent. L'efecte del dissolvent no és només per la seua acidea o basicidad, sino també a la seua constant dielèctrica i la seua habilitat per a solvatar preferentment i llavors estabilisar certes espècies en l'equilibri àcit-base. Llavors, un canvi en l'habilitat de solvatación o constant dielèctrica pot influir en l'acidea o basicidad.

Propietats del dissolvent a ORDC

Dissolvent	Constant dielèctrica
Acetonitrilo	37
Dimetil sulfóxido	47
Aigua	78

En la taula anterior pot vore's que l'aigua és el dissolvent més polar, seguit per el DMSO i despuix el acetonitrilo. Considere's el següent equilibri de dissociació àcit:

HA A⁻ + H⁺,

L'aigua, en ser el dissolvent més polar llistat anteriorment, estabilisa les espècies iòniques en major grau de lo que ho fan el DMSO o el acetonitrilo. L'ionisació, i en conseqüència l'acidea, serà més gran en l'aigua, i menor en el DMSO i el acetonitrilo, com es pot vore en la taula següent, que mostra els valors de pK_a a ORDC per al acetonitrilo (ACN) i dimetilsulfóxido (DMSO) and water.

Valors de pK_a de àcit

HA A− + H+	ACN	DMSO	aigua
Àcit p-toluenosulfónico	8.5	0.9	forta
2,4-Dinitrofenol	16.66	5.1	3.9
Àcit benzoico	21.51	11.1	4.2
Àcit acètic	23.51	12.6	4.756
Fenol	29.14	18.0	9.99

Equilibri ceto-enol

Varis composts 1,3-dicarbonílicos poden existir en les següents formes tautoméricas com es mostra a continuació.

Els composts 1,3-dicarbonílicos sofrixen una tautomerisació freqüent entre la forma cíclica enólica (coneguda com la forma cis) i la forma diceto. La constant d'equilibri per a la tautomerisació està donada per:

${𝐊}_{\mathrm{T}}=\frac{[cis-enol]}{[diceto]}$

L'efecte del dissolvent sobre la constant d'equilibri de tautomerisació de l'acetilacetona és com seguix:

Dissolvent	KT
Fase gaseosa	11.7
Ciclohexano	42
Tetrahidrofurano	7.2
Benceno	14.7
Etanol	5.8
Diclorometano	4.2
Aigua	0.23

La forma cis enólica predomina en dissolvents de baixa polaridad, mentres que la forma diceto predomina en dissolvents d'alta polaridad. L'enllaç d'hidrogen intramolecular format en la forma cis està més pronunciat quan no hi ha una competència per a la formació d'un enllaç d'hidrogen intermolecular en el dissolvent. Com a resultat, els dissolvents de baixa polaridad que no formen enllaços d'hidrogen fàcilment permeten l'estabilisació de la forma cis enólica per enllaç d'hidrogen intramolecular.