计算化学公社

标题: 请问溶剂化自由能和溶解度有什么定量的关系吗？ [打印本页]

作者
Author: UTM 时间: 2022-5-20 16:45
标题: 请问溶剂化自由能和溶解度有什么定量的关系吗？
如题，请问能否通过溶剂化自由能的数值判定物质是易溶的还是难溶的？有没有一个大概的对应易溶和难溶的溶剂化自由能数值范围?

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-5-20 17:12
当溶质是气体的时候，可以把溶解自由能按G=-RTlnK换算成溶解平衡常数，再把溶解平衡常数换算成溶解度。
当溶质是液体或固体的时候，先按以上方法算出气相溶质的溶解度，再用溶质的蒸发自由能或升华自由能换算成溶质的实际溶解度。如果不知道溶质的蒸发自由能或升华自由能的话，是不能从溶解自由能预测溶解度的，哪怕定性预测都不行，因为蒸发自由能或升华自由能的波动范围很可能比溶解自由能还要大。

作者
Author: UTM 时间: 2022-5-20 17:20

wzkchem5 发表于 2022-5-20 17:12
当溶质是气体的时候，可以把溶解自由能按G=-RTlnK换算成溶解平衡常数，再把溶解平衡常数换算成溶解度。
当 ...

那也就是说不同物质横向对比溶剂化自由能的数值是没有意义的？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-5-20 17:23

UTM 发表于 2022-5-20 10:20
那也就是说不同物质横向对比溶剂化自由能的数值是没有意义的？

对，除非这些物质在实验条件下是气体，或者你想讨论的是溶解度以外的某些性质，或者你可以用实验数据或者文献来证明这些物质的蒸发自由能/升华自由能比较接近

作者
Author: sobereva 时间: 2022-5-20 17:33
看J. Chem. Theory Comput. 2021, 17, 3700−3709了解溶解度都受什么因素的影响
以为固体的溶解度能简单靠溶解自由能来估计，这是极为常见的错误

作者
Author: UTM 时间: 2022-5-20 19:59

wzkchem5 发表于 2022-5-20 17:23
对，除非这些物质在实验条件下是气体，或者你想讨论的是溶解度以外的某些性质，或者你可以用实验数据或者 ...

好的，谢谢老师

作者
Author: UTM 时间: 2022-5-20 20:00

sobereva 发表于 2022-5-20 17:33
看J. Chem. Theory Comput. 2021, 17, 3700−3709了解溶解度都受什么因素的影响
以为固体的溶解度能 ...

谢谢sob老师

作者
Author: UTM 时间: 2022-5-20 20:01

wzkchem5 发表于 2022-5-20 17:23
对，除非这些物质在实验条件下是气体，或者你想讨论的是溶解度以外的某些性质，或者你可以用实验数据或者 ...

那同一物质在不同温度下的溶剂化自由能差异是否可以定量地说明他们的溶解度差别？比如物质A在50℃下的溶剂化自由能比10℃下的更负可以说明A在50℃的溶解度比10℃更大吗？

作者
Author: wzkchem5 时间: 2022-5-20 20:36

UTM 发表于 2022-5-20 13:01
那同一物质在不同温度下的溶剂化自由能差异是否可以定量地说明他们的溶解度差别？比如物质A在50℃下的溶 ...

不能，因为蒸发自由能/升华自由能随温度的变化可能比溶解自由能的变化更大

作者
Author: UTM 时间: 2022-5-20 23:56

wzkchem5 发表于 2022-5-20 20:36
不能，因为蒸发自由能/升华自由能随温度的变化可能比溶解自由能的变化更大

那一般溶剂化自由能能用来干什么呢？

作者
Author: ionexchangeC 时间: 2022-5-21 00:41

UTM 发表于 2022-5-20 23:56
那一般溶剂化自由能能用来干什么呢？

与气相下的自由能相加，得到液相下的自由能，进而预测溶液中的化学平衡，反应速率等问题

作者
Author: sobereva 时间: 2022-5-21 04:16

UTM 发表于 2022-5-20 23:56
那一般溶剂化自由能能用来干什么呢？

除11L说的外，还可以用于理论计算LogP等。溶解自由能也是研究许多问题要涉及的中间量，诸如计算结合自由能等。

作者
Author: UTM 时间: 2022-5-21 15:29

sobereva 发表于 2022-5-21 04:16
除11L说的外，还可以用于理论计算LogP等。溶解自由能也是研究许多问题要涉及的中间量，诸如计算结合自由 ...

明白了。

作者
Author: UTM 时间: 2022-5-21 15:30

ionexchangeC 发表于 2022-5-21 00:41
与气相下的自由能相加，得到液相下的自由能，进而预测溶液中的化学平衡，反应速率等问题

哦哦好的。

作者
Author: UTM 时间: 2022-5-24 01:24

ionexchangeC 发表于 2022-5-21 00:41
与气相下的自由能相加，得到液相下的自由能，进而预测溶液中的化学平衡，反应速率等问题

请问同一物质在水中发生的构象变化可以通过两种构象的溶质自由能大小判断吗？涉及到水化的过程又该怎么判断呢（即其中一种构象是与水分子形成氢键的）？没法算水分子在水中的溶质自由能吧？

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