Prévision des solubilités de composés moléculaires en milieux apolaires

Laboratoire de Physicochimie des Solutions, L.A. C.N.R.S. 161, E.N.S.C.P. 11 rue Pierre et Marie Curie F 75231 Paris, Cedex 05.

Résumé

Nous avons mesuré les solubilités de cinq composés différents (dinitro-2,4 diphénylamine, trinitro-2,4,6 diphénylamine, hexanitro-2,4,6,2',4',6' diphénylamine, nitro-3 aniline, nitro-4 aniline) dans neuf solvants organiques de basse constante diélectrique (Hexane, Cyclohexane, Benzène, Toluène, CCI₄, CHCI₃, Fréon 113, Acétate d'éthyle, Dioxanne) ainsi que dans de nombreux mélanges binaires des solvants précédents. La comparaison des résultats avec le formalisme issu de la théorie des solutions régulières montre que celui-ci ne peut être appliqué que dans le cas des solvants les plus inertes. Par contre, on observe d'excellentes corrélations linéaires d'enthalpie libre qui permettent de représenter la solubilité des solutés 2 au moyen d'une fonction de solvant f (S) par :

Log^S x₂ = α₂ + β₂ f (S)

Ces corrélations s'appliquent non seulement aux produits organiques que nous avons utilisés mais également à des solutés minéraux comme I₂ ou Snl₄. Les valeurs de la fonction f (S) ont été tabulées pour un grand nombre de systèmes.

Les deux modes de calcul peuvent être rapprochés dans certains cas particuliers ; la théorie des solutions régulières fait apparaître un lien entre la solubilité et le volume molaire, ceci peut être mis en relation avec l'observation expérimentale du fait que la solubilité d'un composé varie d'autant plus fortement d'un milieu à un autre que la volume molaire de ce composé est plus élevé.

Abstract

The solubility of five organic compounds (2,4-dinitrodiphenylamine, 2,4,6-trinitrodiphenylamine, 2,4,6,2',4',6'-hexanitrodiphenylamine, 3-nitroaniline and 4-nitroaniline) has been measured in nine solvents of low dielectric constant (cyclohexane, benzene, toluene, CCI₄, CHCI₃, Freon 113, Ethyl acetate, dioxane) and in some of their mixtures. The experimental data are consistent with the theory of regular solutions in the case of the most inert solvents. In addition, fair linear free energy relationships are observed for solubilities. The relation (see equation 7 in the text)

Log^S x₂ (sat) = α₂ + β₂ . f(S)

Where α₂ and β₂ are characteristic of the solute (2) and f (S) a solvent parameter, adequately describes the behaviour of any organic or mineral molecular compounds in pure and mixed solvents. The f (S) values have been determined for a large number of systems. The variation of nitrodiphenylamine solubilities from a solvent to another increases with molar volume, this result is consistent with that could be expected from regular solution theory.