Solventomgeving

Solventomgeving verwijst naar de omgeving waarin een opgeloste stof zich bevindt en die wordt bepaald door het oplosmiddel en de nabije moleculaire interacties met soluteerdeeltjes. De solventomgeving is cruciaal voor oplosbaarheid, stabiliteit, reactiviteit en spectrale eigenschappen van moleculen. Belangrijke kenmerken zijn de polariteit, de dielectric constant, het waterstofbindingvermogen en de viscositeit van het medium, evenals temperatuur en druk.

Solvatatie beschrijft hoe solventmoleculen rondom een ion of molecuul ordenen en interageren. Er is sprake van specifieke solvatatie, waarbij gericht sterke bindingen vormen (bijvoorbeeld watermoleculen die ionen omringen), en van niet-specifieke solvatatie, die mainly enthalpie en entropie beïnvloedt. De solventomgeving kan de stabiliteit van tussenproducten en overgangstoestanden beïnvloeden, waardoor reactiesnelheden en reaction pathways veranderen.

Het type solvent heeft grote invloed op chemische processen. Protische oplosmiddelen (zoals water en alcoholen) kunnen ionen en polaire intermediaten anders stabiliseren dan apolaire of aprotische oplosmiddelen (zoals acetontril of dimethylsulfide). Hierdoor ontstaan verschillen in oplosbaarheid, reactiviteit en selectiviteit. In spectroscopie kunnen solventen verschuivingen in spectra veroorzaken ( solvatochromisme ), en in de rekenkunde worden solventeffecten vaak benaderd met expliciete solventmodellen of continue (implicit) solventmodellen zoals PCM of COSMO. Beide benaderingen proberen de invloed van de omgeving op moleculaire eigenschappen weer te geven, zij het met verschillende beperkingen.

Praktisch bepaalt de solventomgeving onderzoeksvragen rondom oplosbaarheid, rendement en selectiviteit, en speelt zij een rol in milieu-impact en kosten van chemische processen.