Вопрос по смешиванию диметилсульфоксида (ДМСО) с водой

[Муртузай]

уважаемые химики,
заметил сильное нагревание при смешивании ДМСО с водой.
согласно Яндексу:
При смешивании диметилсульфоксида (ДМСО) с водой происходит заметное разогревание образующегося раствора.
Смешивание ДМСО и воды приводит к образованию сильных ассоциатов в смеси и более эффективной упаковке системы за счёт образования водородных связей между Н2О и ДМСО.
Можете обьяснить простыми доступными непосвященным словами, что получается в результате смешивания в финальной смеси.
например, если я смешиваю 50% ДМСО и 50% воды, выделилась куча тепла и что в результате примерно осталось в растворе?
- сколько % ДМСО,
- сколько % воды и
- какое новое вещество дополнительно образовалось?
Тепло не возникает из ничего.

Благодарю за профессиональные разьяснения

[Вадим Вергун]

В 25.05.2025 в 23:30, Муртузай сказал:

уважаемые химики,
заметил сильное нагревание при смешивании ДМСО с водой.
согласно Яндексу:
При смешивании диметилсульфоксида (ДМСО) с водой происходит заметное разогревание образующегося раствора.
Смешивание ДМСО и воды приводит к образованию сильных ассоциатов в смеси и более эффективной упаковке системы за счёт образования водородных связей между Н2О и ДМСО.
Можете обьяснить простыми доступными непосвященным словами, что получается в результате смешивания в финальной смеси.
например, если я смешиваю 50% ДМСО и 50% воды, выделилась куча тепла и что в результате примерно осталось в растворе?
- сколько % ДМСО,
- сколько % воды и
- какое новое вещество дополнительно образовалось?
Тепло не возникает из ничего.

Благодарю за профессиональные разьяснения

Тепло возникает из-за сольватации одного вещества другим. Тоже самое происходит если спирт смешать с водой. 

[Paul_S]

В 25.05.2025 в 23:30, Муртузай сказал:

уважаемые химики,
заметил сильное нагревание при смешивании ДМСО с водой.
согласно Яндексу:
При смешивании диметилсульфоксида (ДМСО) с водой происходит заметное разогревание образующегося раствора.
Смешивание ДМСО и воды приводит к образованию сильных ассоциатов в смеси и более эффективной упаковке системы за счёт образования водородных связей между Н2О и ДМСО.
Можете обьяснить простыми доступными непосвященным словами, что получается в результате смешивания в финальной смеси.
например, если я смешиваю 50% ДМСО и 50% воды, выделилась куча тепла и что в результате примерно осталось в растворе?
- сколько % ДМСО,
- сколько % воды и
- какое новое вещество дополнительно образовалось?
Тепло не возникает из ничего.

Благодарю за профессиональные разьяснения

В растворе остались исходные молекулы воды и ДМСО, соединенные слабыми водородными связами (ВС). ВС имеют электростатическую природу и не относятся к ковалентным взаимодействиям. При низких температурах можно выделить гидраты ДМСО, состоящие из неизменных молекул ДМСО и воды:

 

Фазовая диаграмма Н2О–ДМСО, изученная авторами [23, 24], имеет конгруэнтно плавящееся при –63°С соединение состава ДМСО · 3Н2О и два инконгруэнтно плавящихся при более низкой температуре (–70°С) соединения состава ДМСО · 2Н2О и ДМСО · H2О.

 

https://sciencejournals.ru/cgi/getPDF.pl?jid=nergkhim&year=2019&vol=64&iss=8&file=NergKhim1908015Solonina.pdf

[yatcheh]

В 26.05.2025 в 05:07, Paul_S сказал:

ВС имеют электростатическую природу и не относятся к ковалентным взаимодействиям

 

Ну, это спорный вопрос. ВМВС 4-го типа имеют энергию до 100 кДж/моль - а это уже далеко не электростатика.

Впрочем, для системы ДМСО-вода ВС имеется первого-второго типа.

[Loiso Pondohva]

В 26.05.2025 в 20:47, yatcheh сказал:

ВМВС 4-го типа

Видимо это прошло моё образование стороной...Что за типизация водородных связей? Есть какая-то общепринятая система?
Не обязательно прям расписывать, можно сослать меня на нужную литературу. 

Ну и да... 100 кДж/моль? Это же около 1 электронвольта О_о ?! Где у нас такие ВМВС есть?
ВС в F⁻⋯H–F вроде ок 150 кДж, но это и понятно. 
А вот ВМВС уже в цис-малондиальдегиде около 0.5 эВ, или 45-50 кДж/моль из самого сильного, что я знаю. 

[yatcheh]

В 26.05.2025 в 23:51, Loiso Pondohva сказал:

Видимо это прошло моё образование стороной...Что за типизация водородных связей? Есть какая-то общепринятая система?
Не обязательно прям расписывать, можно сослать меня на нужную литературу. 

Ну и да... 100 кДж/моль? Это же около 1 электронвольта О_о ?! Где у нас такие ВМВС есть?
ВС в F⁻⋯H–F вроде ок 150 кДж, но это и понятно. 
А вот ВМВС уже в цис-малондиальдегиде около 0.5 эВ, или 45-50 кДж/моль из самого сильного, что я знаю. 

 

Эмсли предложил классификацию по виду первичного изотопного эффекта протон-дейтерон в ЯМР-спектрах. Могу дать ссылку на обзор (если найду). 

Если в ацетилацетон ввести объёмистый акцептор (диалкилфосфонат, к примеру) - возникнет пинцетное искажение цикла с укорочением и усилением ВМВС. Джилли обосновал корреляцию между энергией ВМВС и её длиной по данным нейтронографии. В таких напряжённых енолах ВМВС укорачивается ниже 2.40, что и даёт энергию 100-110 кЛж/моль.

Изменено 27 Мая, 2025 в 09:37 пользователем yatcheh

[Loiso Pondohva]

В 27.05.2025 в 11:36, yatcheh сказал:

 

Эмсли предложил классификацию по виду первичного изотопного эффекта протон-дейтерон в ЯМР-спектрах. Могу дать ссылку на обзор (если найду). 

Если в ацетилацетон ввести объёмистый акцептор (диалкилфосфонат, к примеру) - возникнет пинцетное искажение цикла с укорочением и усилением ВМВС. Джилли обосновал корреляцию между энергией ВМВС и её длиной по данным нейтронографии. В таких напряжённых енолах ВМВС укорачивается ниже 2.40, что и даёт энергию 100-110 кЛж/моль.

С радостью гляну!!!

[yatcheh]

В 27.05.2025 в 14:16, Loiso Pondohva сказал:

С радостью гляну!!!

J. Emsley, Struct. Bonding (Berlin), 57 (1984) 147.

Это тот Эмсли, что учебник по ЯМР написал.

G. Gilli, at all, JACS, 111 (1989) 1023. Это про энергию.

А про фосфорилированный ацетилацетон:

Journal of Molecular Structure, 273 (1992) 171-182 A.M.Polozov at all.

В этой статье, кстати - есть все эти ссылки, и еще - с кривыми енолами того же Емслея.

 

А при замене кислорода на серу в фосфорильном заместителе он теряет шаровую симметричность и пинцетное искажение цикла переходит к конвертному. В результате ВМВС ослабляется до обычных значений. Хотя акцепторные свойства тиофосфорила даже несколько выше. Стерика тут решает всё.

 

 

Изменено 27 Мая, 2025 в 17:30 пользователем yatcheh