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希爾德布蘭德溶解度參數
編輯希爾德布蘭德溶解度參數 (δ) 提供了材料之間相互作用程度的數值估計,并且可以很好地指示溶解度,特別是對于非極性材料,例如許多聚合物。 具有相似 δ 值的材料很可能是可混溶的。
定義
編輯內聚能密度是將單位體積的分子從相鄰分子中完全移開以無限分離(理想氣體)所需的能量。 這等于化合物的汽化熱除以其在凝聚相中的摩爾體積。 為了使材料溶解,需要克服這些相同的相互作用,因為分子彼此分離并被溶劑包圍。 1936 年,Joel Henry Hildebrand 建議將內聚能密度的平方根作為表示償付能力行為的數值。 這后來被稱為“希爾德布蘭德溶解度參數”。 具有相似溶解度參數的材料將能夠相互作用,導致溶劑化、混溶或溶脹。
使用和限制
編輯它的主要用途是它根據大多數材料容易獲得的單個參數提供相平衡的簡單預測。 這些預測通常對沒有氫鍵的非極性和弱極性(偶極矩 < 2 德拜)系統有用。 它特別適用于預測溶劑對聚合物的溶解度和溶脹性。 已經為極性分子提出了更復雜的三維溶解度參數,例如漢森溶解度參數。
溶解度參數方法的主要限制是它僅適用于相關的解決方案(如溶解等,或者從技術上講,與拉烏爾定律的正偏差):它無法解釋由拉烏爾定律引起的負偏差 例如溶劑化作用或電子供體-受體復合物的形成。 與任何簡單的預測理論一樣,它可能會激發過度自信:它最適合用于驗證預測的數據篩選。
單位
編輯溶解度參數的常規單位是(卡路里每立方厘米)1/2,或 cal1/2 cm?3/2。 SI單位為J1/2 m?3/2,相當于pascal1/2。 1 卡路里等于 4.184 焦耳。
鑒于使用 δ 的非精確性質,通常可以說 MPa1/2 中的數字是 cal1/2 cm?3/2 中數字的兩倍。如果沒有給出單位,例如, 較舊的書籍,采用非 SI 單位通常是安全的。
例子
編輯從表中可以看出,聚(乙烯)的溶解度參數為 7.9 cal1/2 cm?3/2。 好的溶劑可能是乙醚和己烷。 (但是,PE 僅在遠高于 100 °C 的溫度下溶解。)聚(苯乙烯)的溶解度參數為 9.1 cal1/2 cm?3/2,因此乙酸乙酯可能是一種良好的溶劑。 尼龍 6,6 的溶解度參數為 13.7 cal1/2 cm?3/2,乙醇可能是所列溶劑中xxx的溶劑。 然而,后者是極性的,因此我們應該非常謹慎地使用希爾德布蘭德溶解度參數進行預測。
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