Dielektrična konstanta, poznata i kao relativna dozvola, temeljno je vlasništvo otapala koji igra ključnu ulogu u raznim hemijskim i fizičkim procesima. Kao dobavljač otapala, razumijevanje dielektričnih konstantnih svojstava otapala je neophodno za pružanje visokog kvaliteta proizvoda i ispunjavanje različitih potreba naših kupaca.
Definicija i značaj dielektrične konstante
Dielektrična konstanta ($ \ epsilon_r $) otapala je mjera njegove sposobnosti smanjenja elektrostatičke sile između dvije nabijene čestice u odnosu na vakuum. Definisana je kao omjer dozvole otapala ($ \ epsilon $) na dozvolu slobodnog prostora ($ \ epsilon_0 $), tj. $ \ Epsilon_r = \ frac {\ epsilon} {\ epsilon_0}. $. Visoka dielektrična konstanta ukazuje na to da otapalo može učinkovito zaštititi troškove, dok niska dielektrična konstanta znači manje punjenja - zaštitne sposobnosti.
Ova nekretnina je od velikog značaja u mnogim hemijskim pojavama. Na primjer, u jonskim reakcijama, otapala s visokim dielektričnim konstantima mogu se lakše otopiti jonskim spojevima jer mogu razdvojiti ioni okružiti ih polarnim molekulama. Ovaj proces je poznat kao raspat. Dielektrična konstanta također utječe na topljivost ne-jonskih polarne spojeve. Polarna otapala sa visokim dielektričnim konstantima veća je vjerovatnoća da će rastvoriti polarnim rješenjima zbog povoljnog dipola - dipolnih interakcija.
Čimbenici koji utječu na dielektričnu konstancu otapala
Molekularna struktura
Molekularna struktura otapala ima dubok utjecaj na svoju dielektričnu konstantu. Polarna otapala, koja imaju trajni dipolni trenutak, uglavnom imaju veće dielektrične konstante od ne - polarne otapala. Na primjer, voda ($ H_2O $) je visoko polarna molekula sa savijenom strukturom. Atom kisika je elektronegativniji od atoma vodika, što rezultira neto dipolnim trenutkom. To daje vodu relativno visoku dielektričnu konstantu od oko 78,4 na 25 ° C.
Suprotno tome, ne-polarna otapala poput heksana ($ C_6H_ {14} $) imaju simetričnu molekularnu strukturu i nema trajnog dipola. Kao rezultat toga, Hexane ima vrlo nisku dielektričnu konstancu, oko 1,89 na 25 ° C. Prisutnost funkcionalnih grupa u molekuli može utjecati i na dielektričnu konstantu. Na primjer, alkoholi sadrže hidroksil (-Oh) grupu, koja je polarna. Kako se povećava duljina lanca u alkoholima, ne-polar dio molekula postaje dominantniji, a dielektrična konstanta opada. Metanol ($ CH_3OH $) ima dielektričnu konstantu od oko 32,6 na 25 ° C, dok etanol ($ C_2H_5OH $) ima dielektričnu konstantu od oko 24,3 na istoj temperaturi.
Temperatura
Temperatura je još jedan važan faktor koji utječe na dielektričnu konstancu otapala. Općenito, dielektrična konstanta otapala smanjuje se sa sve većom temperaturom. To je zato što se temperatura raste, toplotno kretanje molekula povećava, što narušava usklađivanje dipola. Na primjer, dielektrična konstanta vode opada sa oko 78,4 na 25 ° C na oko 55,3 na 100 ° C.
Pritisak
Iako je učinak pritiska na dielektričnu konstantu obično manje značajan od temperature, još uvijek može imati utjecaj, posebno na visokim pritiscima. Povećanje pritiska uglavnom dovodi do povećanja dielektrične konstante. To je zato što su molekuli prisiljeni bliže zajedno, što poboljšava dipole - dipolne interakcije.
Dielektrična konstanta i primjene otapala
U hemijskim reakcijama
Dielektrična konstanta otapala može značajno utjecati na stopu i ishod hemijskih reakcija. U SN1 (zamjenski nukleofilne jednolekularne) reakcije, na primjer, preferira se otapalo sa visokom dielektričnom konstantom. Visoka dielektrična konstanta pomaže u stabilizaciji srednjeg obrađenog karbokatacije formiranog tokom reakcije. Polarni protični otapala poput vode i alkohola često se koriste u reakcijama SN1 zbog njihove sposobnosti da se otapaju i karbokaciju i nukleofil.
Suprotno tome, SN2 (zamjenska nukleofilna bimolekularna) reakcije često se provode u otapalima sa nižim dielektričnim konstante. Neprilarni ili blago polarni otapala koriste se za izbjegavanje previše snažnosti nukleofila, što bi smanjilo njenu reaktivnost. Na primjer, reakcije koje uključuju alkil haloge i jake nukleofile ponekad se izvode u otapalima poput acetona ili dimetil sulfoksida (DMSO).
U elektrohemiji
U elektrohemiji dielektrična konstanta otapala ključna je za performanse elektrohemijskih ćelija. U baterijama i gorivnim ćelijama, otapalo korišteno u elektrolitu treba imati odgovarajuću dielektričnu konstancu kako bi se osigurala efikasna ionska provođenja. Otapalo sa visokim dielektričnim konstantama može efikasnije rastvoriti soli elektrolita, olakšavajući kretanje jona između elektroda. Na primjer, u litijumu - jon baterijama, karbonata - zasnovani otapalima kao što su etilen karbonat (EC) i dimetil karbonat (DMC). Ova otapala imaju umjerene dielektrične konstante koje omogućuju dobru rastvorljivost litijumskih soli i jonske mobilnosti.
U farmaceutskoj industriji
Dielektrična konstanta otapala važna je i u farmaceutskoj industriji. Na primjer,Sterilna voda za ubrizgavanješiroko se koristi kao otapalo za parenteralne lijekove. Visoka dielektrična konstanta vode omogućava da se otopi raznovrsno lijekovi, posebno jonski i polarni spojevi. Može se koristiti i kao razrjeđivač za podešavanje koncentracije lijekova za ubrizgavanje.
Naše ponude kao dobavljača otapala
Kao dobavljač otapala razumijemo važnost dielektričnih konstantnih svojstava otapala u različitim aplikacijama. Nudimo širok spektar otapala s različitim dielektričnim konstantima kako bismo zadovoljili specifične potrebe naših kupaca. Naše otapala su pažljivo odabrane i testirane kako bi se osigurala visoka čistoća i konzistentna kvaliteta.
Imamo i polarnu i ne-polarnu otapala u našem portfelju proizvoda. Za kupce koji zahtijevaju otapala sa visokim dielektričnim konstantima za aplikacije kao što su jonske reakcije ili elektrohemije, možemo osigurati otapala poput vode, metanola i acetonitrila. S druge strane, za one kojima je potrebna otapala sa nižim dielektričnim konstante za SN2 reakcije ili određene farmaceutske formulacije, nudimo otapala poput heksana, toluena i dietil etera.
Naš tim stručnjaka uvijek je na raspolaganju za pružanje tehničke podrške i savjeta o izboru otapala. Možemo pomoći kupcima da odrede najprikladnije otapalo zasnovane na dielektričnoj konstanci i drugim svojstvima potrebnim za njihove specifične procese. Bez obzira da li ste istraživačka institucija koja provodi rezanje - Edge Hemijska istraživanja ili proizvodna kompanija koja proizvodi visoke proizvode, možemo pružiti pravu otapala za vaše potrebe.
Zaključak
Dielektrična konstanta je ključna svojstvo otapala koji utječu na širok spektar hemijskih, fizičkih i tehnoloških procesa. Razumijevanjem faktora koji utječu na dielektričnu konstancu i njegove primjene u različitim industrijama, možemo bolje poslužiti našim kupcima kao dobavljaču otapala. Zalažemo se za pružanje visokog otapala visokog kvaliteta - karakterizirane dielektrične konstantne svojstva za podršku uspjehu operacija naših kupaca.
Ako ste zainteresirani za kupovinu otapala ili imate bilo kakva pitanja o dielektričnoj konstantnim svojstvima naših proizvoda, obratite nam se. Radujemo se što ćemo se baviti raspravama o nabavci s vama kako bismo ispunili vaše specifične zahtjeve.
Reference
- Atins, PW, & de Paula, J. (2014). Fizička hemija. Oxford University Press.
- Smith, MB, i mart, J. (2007). Napredna organska hemija u marku: reakcije, mehanizmi i struktura. John Wiley & Sons.
- Bard, AJ, & Faulkner, LR (2001). Elektrohemijske metode: Osnove i aplikacije. John Wiley & Sons.