d-этанол, обмен дейтерия

Вопросы, связанные с химией вообще. Вы можете задать здесь свой вопрос, и мы постараемся на него ответить.
General chemical questions go here
roche
Сообщения: 69
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 2:57 pm

d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение roche » Пн июл 26, 2010 4:14 pm

уважаемые коллеги
Кажется, ответ на мой вопрос очевиден, но хотелось бы развеять все мои сомнения. :shuffle:
В среде d1-этанола (С2Н5ОD) проводится длительная реакция или, скажем, рост кристалла. Предполагается, что реакция такова, что сам С2Н5ОD в ней не участвует. Возможен ли в какой-то степени обмен дейтерия в целевом соединении на водород из С2Н5-группы?

Polychemist
Сообщения: 9726
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение Polychemist » Пн июл 26, 2010 4:41 pm

roche писал(а):Предполагается, что реакция такова, что сам С2Н5ОD в ней не участвует.
Если это действительно так, то водород из этила "по предположению" в продукт не пройдет. Разве что дейтероэтанол недостаточно изотопно чист, или водичка просочилась.

roche
Сообщения: 69
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 2:57 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение roche » Вт июл 27, 2010 1:22 pm

Спасибо. Тогда еще такой вопрос: если нежелательно наличие Н2О в д-этаноле, но не помешает D2О, то имеет ли смысл сразу после открытия пузырька с абсолютным д-этанолом добавить туда немного D2О (например 5-10% D2О), чтобы он не сосал Н2О из атмосферы?

Polychemist
Сообщения: 9726
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение Polychemist » Вт июл 27, 2010 4:14 pm

Вроде логично.

Аватара пользователя
zvir
Сообщения: 286
Зарегистрирован: Чт июл 22, 2010 2:49 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение zvir » Вт июл 27, 2010 9:49 pm

roche писал(а):Спасибо. Тогда еще такой вопрос: если нежелательно наличие Н2О в д-этаноле, но не помешает D2О, то имеет ли смысл сразу после открытия пузырька с абсолютным д-этанолом добавить туда немного D2О (например 5-10% D2О), чтобы он не сосал Н2О из атмосферы?
Обмен-то всё равно будет. Может у водного этанола скорость межфазного переноса выше? У меня дейтерогидрат трёхфтористого бора плыл только так в ЯМР, пока я не стал 100 гр ампулы сразу разливать в одноразовые 5 гр в сухом боксе.
Если человек лишён чувства юмора - значит было за что...

roche
Сообщения: 69
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 2:57 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение roche » Ср июл 28, 2010 5:27 pm

zvir писал(а): Обмен-то всё равно будет. Может у водного этанола скорость межфазного переноса выше? У меня дейтерогидрат трёхфтористого бора плыл только так в ЯМР, пока я не стал 100 гр ампулы сразу разливать в одноразовые 5 гр в сухом боксе.
То есть, чем больше этанол разбавлен Д2О, тем больше Н2О он получит в процессе обмена, я правильно понимаю Вашу мысль? :issue:
Верно ли то, что в органике не подвергаются обмену только С-Н связи?

Аватара пользователя
zvir
Сообщения: 286
Зарегистрирован: Чт июл 22, 2010 2:49 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение zvir » Ср июл 28, 2010 5:45 pm

Но я не утверждал этого! У меня нет таких сведений. Я говорил о том, что гарантию может дать только исключение контакта реагента с влажной атмосферой.
Связь связи рознь. Если С-Н связь достаточно кислая, то обмен будет, другой вопрос с какой скоростью. Ацетон, скажем медленно обменивает СН3- протоны, а ацетилацетон по -СН2- группе - быстро.
Если человек лишён чувства юмора - значит было за что...

Аватара пользователя
zvir
Сообщения: 286
Зарегистрирован: Чт июл 22, 2010 2:49 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение zvir » Чт июл 29, 2010 9:08 am

Ещё об обмене: а что, собственно, удивительного в том, что безводный спирт поглощает воду из пара медленнее, чем вода? Две системы: D2O+спирт/H2O(пар) и D2O/Н2О(пар). Концентрация лёгкой воды в жидкой фазе в обоих случаях далека от равновесной и "гигроскопичность" жидкой фазы определяется только скоростью переноса пар - раствор.
Априори утверждать, что в первом случае она будет выше нет оснований. С этой точки зрения тяжелая вода может статься более "гигроскопична" (по отношению к легкой воде), чем безводный спирт.
А вы как думаете?
Если человек лишён чувства юмора - значит было за что...

roche
Сообщения: 69
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 2:57 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение roche » Чт июл 29, 2010 12:31 pm

Мне не кажется, что чистая Д2О будет более "гигроскопична" относительно безводного д-этанола. Логика такая:
1. Давление паров вещества над раствором пропорционально концентрации его в растворе (закон Физхимии)
2. Значит, над поверхностью Д2О давление паров Д2О больше, чем над д-этанолом.
3. Над обоими растворами еще, конечно, со временем устанавливается равновесие с паром Н2О, который есть в атмосфере. Кстати, до какой равновесной концентрации безводный спирт сам разбавляется? 96%? Я не знаю.
4. Процесс растворения воды в спирте энергетически более выгоден, чем воды в Д2О :).
5. Парциальное давление Н2О над раствором спирта поэтому становится больше, чем над Д2О.
6. Давление Д2О над раствором Д2О больше, чем давление Н2О над ним. Поэтому переход молекул Д2О из газовой фазы обратно в жидкую более вероятен, чем молекул Н2О.
Из пунктов 5 и 6 следует, что д-спирт более гигроскопичен, чем д-вода. Быть может, моя логика хромает. Поправьте, если так.

roche
Сообщения: 69
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 2:57 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение roche » Чт июл 29, 2010 12:35 pm

А что думаете насчет обмена дейтрона на пиридинии? Возможен ли он, хотя не кислый?

Аватара пользователя
zvir
Сообщения: 286
Зарегистрирован: Чт июл 22, 2010 2:49 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение zvir » Чт июл 29, 2010 1:23 pm

roche писал(а):Мне не кажется, что чистая Д2О будет более "гигроскопична" относительно безводного д-этанола. Логика такая:
1. Давление паров вещества над раствором пропорционально концентрации его в растворе (закон Физхимии)
2. Значит, над поверхностью Д2О давление паров Д2О больше, чем над д-этанолом.
3. Над обоими растворами еще, конечно, со временем устанавливается равновесие с паром Н2О, который есть в атмосфере. Кстати, до какой равновесной концентрации безводный спирт сам разбавляется? 96%? Я не знаю.
4. Процесс растворения воды в спирте энергетически более выгоден, чем воды в Д2О :).
5. Парциальное давление Н2О над раствором спирта поэтому становится больше, чем над Д2О.
6. Давление Д2О над раствором Д2О больше, чем давление Н2О над ним. Поэтому переход молекул Д2О из газовой фазы обратно в жидкую более вероятен, чем молекул Н2О.
Из пунктов 5 и 6 следует, что д-спирт более гигроскопичен, чем д-вода. Быть может, моя логика хромает. Поправьте, если так.
1. Согласен.
2. Да, конечно.
3. Условие равновесия рассматривать нет смысла - оно соответствует отношению концентраций Н2О/D2O равному таковому в природной воде а спирт разбавится до 0% (поправка: пардон, это то я загнул, я тоже не знаю...).
4. Да, как раз на величину теплоты растворения жидкой воды в абс. спирте.
5. Вот этот вывод мне непонятен - почему? И потом, как я понял, мы рассматриваем не процесс оводнения спирта, а обмен D2O - H2O.
6. Да, но, как мне кажется, это не относится к сути вопроса.
Извините, если повторюсь:
Есть две жидких фазы D2O+спирт и D2O в открытых плошках, так, что над поверхностью имеется смесь в первом случае - трех компонентов, во втором случае - двух. Парциальное давление H2O в обоих случаях одинаково (и определяется влажностью воздуха над плошками), содержание Н2О в жидких фазах для простоты примем равным.
Спрашивается, чем определяется скорость переноса H2O в жидкую фазу из пара? Теплота растворения воды в спирте выше - это аргумент в пользу бОльшей "гигроскопичности" спирта, но ведь скорость реакции не только от энтальпии зависит. Поэтому аргументом в пользу того или иного мнения можно считать только табличные данные или прямой эксперимент. Из общих соображений вывода не сделать.
Последний раз редактировалось zvir Чт июл 29, 2010 1:49 pm, всего редактировалось 1 раз.
Если человек лишён чувства юмора - значит было за что...

Аватара пользователя
zvir
Сообщения: 286
Зарегистрирован: Чт июл 22, 2010 2:49 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение zvir » Чт июл 29, 2010 1:33 pm

roche писал(а):А что думаете насчет обмена дейтрона на пиридинии? Возможен ли он, хотя не кислый?
Вы имеете в виду соль пиридиния PyН+ или четвертичный пиридиний Py-R+ и обмен С-Н протона? В первом случае - это типичная кислота.
Если человек лишён чувства юмора - значит было за что...

roche
Сообщения: 69
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 2:57 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение roche » Чт июл 29, 2010 3:56 pm

zvir писал(а): 3. Условие равновесия рассматривать нет смысла - оно соответствует отношению концентраций Н2О/D2O равному таковому в природной воде а спирт разбавится до 0% (поправка: пардон, это то я загнул, я тоже не знаю...).
5. Вот этот вывод мне непонятен - почему? И потом, как я понял, мы рассматриваем не процесс оводнения спирта, а обмен D2O - H2O.
Спрашивается, чем определяется скорость переноса H2O в жидкую фазу из пара? Теплота растворения воды в спирте выше - это аргумент в пользу бОльшей "гигроскопичности" спирта, но ведь скорость реакции не только от энтальпии зависит. Поэтому аргументом в пользу того или иного мнения можно считать только табличные данные или прямой эксперимент. Из общих соображений вывода не сделать.
3. Возможно вы и правы. Если создать условия, то спирт улетит совсем.
5. Да, пожалуй, здесь меня занесло. :oops:
А здесь и энтропия растворения в нашу пользу играет.
Да, мы рассматриваем обмен Д на Н, но, насколько я понимаю, скорость лимитирующей стадией является переход из газа в жидкость. Над спиртом движущей силой этого процесса является энергетическая выгодность процесса растворения воды в нем. Пары воды поглощаются, но равновесное давление пара постоянно восстанавливается. Аналогичто работе любого вещества-осушителя.

Аватара пользователя
zvir
Сообщения: 286
Зарегистрирован: Чт июл 22, 2010 2:49 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение zvir » Чт июл 29, 2010 5:46 pm

Главная загвоздка в споре - мы ни как не можем договорится о предмете :) . Для Н2О концентрированная D2O - такой же осушитель, как и спирт. Если концентрация H2O в D2O мала, то скорость поглощения будет лимитироваться такими факторами, например, как скорость диффузии (H2O в D2O), скоростью диффузии из пограничного слоя в равновесный. А если интенсивно перемешивать жидкости, то разница в скорости поглощения будет определяться (в первом приближении) только концентрацией H2O в приповерхностном слое паровой фазы. И только при достаточном насыщении, когда становится заметным обратный процесс (переход H2O из раствора в пар), можно говорить об термодинамике процесса, определяющего константу равновесия (т.е. где в конце концов протонов бОльше окажется).
Поясняя свою мысль: в условиях, далёких от равновесия, когда скорость переноса регулируется только параметрами однонаправленной реакции, предсказать из общих соображений отношение скоростей переноса для фаз разного состава затруднительно.:dontknow: Иными словами: какой из этих двух осушителей (спирт с D2O или чистая D2O) действует быстрее? (для осушки газов, например P2O5 - очень медленный осушитель, а CaCl2 - быстрый, хотя по энергетике и конечному давлению пара соотношение обратное. Пример немного притянутый, но как иллюстрация тезиса подходит).
Если человек лишён чувства юмора - значит было за что...

Аватара пользователя
Любитель_Манниха
флудомастер
Сообщения: 15138
Зарегистрирован: Вт июл 15, 2008 11:55 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение Любитель_Манниха » Чт июл 29, 2010 7:04 pm

Чёт я не понял, а почему тогда, если выставить пузырь с H2O на воздух, в нём не концентрируется D2O из атмосферы? :very_shuffle:
для осушки газов, например P2O5 - очень медленный осушитель, а CaCl2 - быстрый
Коллега, а можно ссылку, где это описано :shuffle: может тут дело в том, что p2o5 не бывает в гранулах? :D
Я лично правами человека накушалась досыта. Некогда и мы,и ЦРУ,и США использовали эту идею как таран для уничтожения коммунистического режима и развала СССР. Эта идея отслужила свое,и хватит врать про права человека и про правозащитников. © Новодворская

Аватара пользователя
zvir
Сообщения: 286
Зарегистрирован: Чт июл 22, 2010 2:49 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение zvir » Чт июл 29, 2010 7:34 pm

Любитель_Манниха писал(а):Чёт я не понял, а почему тогда, если выставить пузырь с H2O на воздух, в нём не концентрируется D2O из атмосферы? :very_shuffle:
Потому что в атмосфере Н2О/D2O такое же как в пузыре.
Любитель_Манниха писал(а):для осушки газов, например P2O5 - очень медленный осушитель, а CaCl2 - быстрыйКоллега, а можно ссылку, где это описано :shuffle: может тут дело в том, что p2o5 не бывает в гранулах? :D
Разумеется! Чистейшие поверхностные эффекты: прокаленый CaCl2 остается пористым, пока не расплывётся, а P2O5 моментально покрывается пленкой. Я же говорю - это не доказательство, а иллюстрация. Ссылку я Вам завтра отправлю (дома нет этой книжки, а названия я не помню - что -то вроде "Методы Неорганической Химии"...).
Если человек лишён чувства юмора - значит было за что...

Аватара пользователя
Любитель_Манниха
флудомастер
Сообщения: 15138
Зарегистрирован: Вт июл 15, 2008 11:55 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение Любитель_Манниха » Чт июл 29, 2010 8:09 pm

Не, ссылки не надо, я думал, что есть эксп. данные, что p2o5 просто не торопится сушить газы :D
Я лично правами человека накушалась досыта. Некогда и мы,и ЦРУ,и США использовали эту идею как таран для уничтожения коммунистического режима и развала СССР. Эта идея отслужила свое,и хватит врать про права человека и про правозащитников. © Новодворская

Аватара пользователя
zvir
Сообщения: 286
Зарегистрирован: Чт июл 22, 2010 2:49 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение zvir » Чт июл 29, 2010 8:19 pm

Любитель_Манниха писал(а):Не, ссылки не надо, я думал, что есть эксп. данные, что p2o5 просто не торопится сушить газы :D
На эксперименты времени нет. Просто пришёл на работу - повороши пятиоксись в сухом боксе, уходишь - опять повороши. Рефлекс выработался не хуже, чем у собаки Павлова(я имею ввиду академика Павлова и его собак :D ).
Если человек лишён чувства юмора - значит было за что...

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23103
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение amik » Чт июл 29, 2010 8:51 pm

С осушкой легкий оффтоп, но мимо не пройти :)
Ангидрид расплывается т.к. даже при легком обводнении дает полифосфорные кислоты, которые по природе своей жидкие и сразу создается эффект расплывания(или расплытия). Они, кстати, неслабо продолжают сосать воду из атмосферы :wink:
Хлористый кальций в противовес P2O5, даже будучи полностью перешедшим в гидрат, сохраняет природную твердофазность и визуально остается неизменным. Пористость здесь ИМХО не причем.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

roche
Сообщения: 69
Зарегистрирован: Сб фев 14, 2009 2:57 pm

Re: d-этанол, обмен дейтерия

Сообщение roche » Чт июл 29, 2010 10:08 pm

zvir писал(а):Главная загвоздка в споре - мы ни как не можем договорится о предмете :) .
Всегда приятно поспорить-порассуждатть с умным человеком. :) Насчёт того, что размышлениями в данном случае, к ответу не прийти, я наверно соглашусь. От предмета действительно ушли. Стоит ли добавлять в д-этанол д-воду для защиты от Н2О, так и неясно.

Ответить

Вернуться в «общехимические вопросы / general chemical issues»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 11 гостей