Противоион (произносится как два слова, т.е. «счетчик» «ион», а иногда и записываются в виде двух слов) является ионом , который сопровождает ионный вид , с тем , чтобы поддерживать электрические нейтральности. В поваренной соли (NaCl, также известной как хлорид натрия) ион натрия (положительно заряженный) является противоионом для иона хлорида (отрицательно заряжен) и наоборот.
Противоион чаще будет называться анионом или катионом , в зависимости от того, заряжен он отрицательно или положительно. Таким образом, противоион аниону будет катионом, и наоборот.
Межфазная химия [ править ]
Противоионы - это подвижные ионы в ионообменных полимерах и коллоидах . [1] Ионообменные смолы - это полимеры с отрицательным или положительным зарядом. Катионообменные смолы состоят из анионного полимера с противокатионами, обычно Na + (натрий). Смола имеет более высокое сродство к сильно заряженным противокатионам, например к Ca 2+ (кальций) в случае умягчения воды . Соответственно, анионообменные смолы обычно представлены в форме хлорида Cl - , который представляет собой высокомобильный кутеранион.
Противоионы используются в катализе с переносом фазы . В типичном применении липофильный противокатион, такой как бензалконий, солюбилизирует реагенты в органических растворителях.
Химия раствора [ править ]
Растворимость солей в органических растворителях зависит как от катиона, так и от аниона. Растворимость катионов в органических растворителях можно повысить, если анион является липофильным. Точно так же растворимость анионов в органических растворителях повышается за счет липофильных катионов. Наиболее распространенными липофильными катионами являются катионы четвертичного аммония , называемые « четвертичными солями».
- Липофильные противоанионы
Тетракис (пентафторфенил) борат лития представляет собой литиевую соль высоколипофильного тетраарилборат-аниона, часто называемого слабо координирующим анионом . [2]
Тетрафенилборат менее липофильный, чем перфторированное производное, но широко используется в качестве осаждающего агента.
Гексафторфосфат - распространенный слабо координирующий анион .
Как показано на примере небольшого тетрафторбората противоаниона ( BF-
4) липофильные катионы имеют тенденцию быть симметричными и однозарядными.
borate-2D-skeletal.png)
- Липофильные противокатионы
Бис (трифенилфосфин) иминий хлорид представляет собой хлоридную соль объемного липофильного катиона фосфония [Ph 3 PNPPh 3 ] + .
Тетрафенилфосфонийхлорид (C 6 H 5 ) 4 PCl, сокращенно Ph 4 PCl или PPh 4 Cl, представляет собой хлорид симметричного катиона фосфония, который часто используется в металлоорганической химии . Соль арсония также хорошо известна.
Бромидная соль тетрабутиламмония , один из наиболее распространенных противокатионов. Известно много аналогичных «четвертичных солей».
Катионы щелочных металлов, связанные краун-эфирами, являются обычными липофильными противокатионами, как проиллюстрировано [Li (12-краун-4) 2 ] + .
lithium-cation-from-xtal-3D-balls-B.png)
Многие катионные металлоорганические комплексы изолированы с инертными некоординирующими противоионами. Тетрафторборат ферроцения является одним из таких примеров.
Электрохимия [ править ]
Для достижения высокой ионной проводимости электрохимические измерения проводят в присутствии избытка электролита. В воде электролитом часто является простая соль, такая как хлорид калия . Для измерений в неводных растворах используются соли, состоящие как из липофильных катионов, так и из анионов, например гексафторфосфат тетрабутиламмония . Даже в таких случаях на потенциалы влияет образование пар ионов , эффект, который усиливается в растворителях с низкой диэлектрической проницаемостью . [3]
Стабильность противоионов [ править ]
Для многих приложений противоион просто обеспечивает заряд и липофильность, что позволяет манипулировать своим ионом-партнером. Ожидается, что противоион будет химически инертным. Для контрранионов инертность выражается в терминах низкой основности Льюиса . Противоионы идеально прочны и инертны. Для противокатионов четвертичного аммония и фосфония инертность связана с их устойчивостью к разложению сильными основаниями и сильными нуклеофилами.
Ссылки [ править ]
- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) « Противоионы ». DOI : 10,1351 / goldbook.C01371
- ^ I. Krossing и I. Raabe (2004). «Несогласованные анионы - факт или вымысел? Обзор вероятных кандидатов». Angewandte Chemie International Edition . 43 (16): 2066–2090. DOI : 10.1002 / anie.200300620 . PMID 15083452 .
- ^ Гейгер, В.Е., Барриер, Ф., "Металлоорганическая электрохимия на основе электролитов, содержащих слабо координирующие фторарилборатные анионы", Acc. Chem. Res. 2010, 43, 1030. DOI : 10.1021 / ar1000023