溶剂
róng jì
溶剂是溶液中起溶解作用的物质,通常是含量较多的那一方;水是最常见的溶剂。
Definition
溶剂是起溶解作用的物质,通常是量较多的一方,往往是液体。它是溶液中含量最多的组分,溶质就溶解在其中;溶剂通常是液体,但在黄铜这样的固溶体中,溶剂是含量较多的那种金属,而在空气中,氮气就是溶剂。像水这样的极性溶剂能溶解极性和离子型物质,而像油这样的非极性溶剂能溶解非极性物质,因为溶剂溶解溶质的能力取决于分子间作用力的平衡:氢键、偶极-偶极相互作用和伦敦色散力。溶剂的极性、介电常数和氢键能力决定了哪些溶质能够溶解,以及溶液中反应进行的速度;水的高介电常数($20^\circ\text{C}$ 时约为 $80$)削弱了离子间的吸引力,这正是它能如此有效地溶解离子化合物的原因。
Example
在热巧克力中,牛奶是溶剂,可可粉是溶质,而几乎所有饮品中的溶剂都是水。指甲油用水洗不掉,却能在丙酮中迅速溶解,因为丙酮这种溶剂比水更适合溶解非极性的指甲油。己烷($C_6H_{14}$)是非极性的,能通过色散力溶解油脂和蜡,却无法溶解 $NaCl$,因为它无法稳定分离出来的离子;而乙醇既有极性的 $OH$ 基团,又有非极性的乙基部分,既能溶于水,又能溶解许多有机化合物,因此是一种桥梁溶剂。
Key Insight
水被称为万能溶剂,因为它能溶解的物质比其他任何常见液体都多,这也是自然界中很难找到完全纯净的水的原因。水能溶解盐和糖,却不能溶解油;油能溶解油脂,却不能溶解盐,所以相似相溶是选择溶剂时的基本原则。绿色化学正推动使用水和超临界 $CO_2$ 作为溶剂,因为许多传统有机溶剂有毒或易燃;在工业流程中,溶剂的选择往往是影响环境最重大的决定之一。