ตัวทำละลาย: แนวคิดประเภทและตัวอย่าง - เคมี

ตัวทำละลายเป็นส่วนประกอบของการแก้ปัญหาหรือการแก้ปัญหาที่พบในสัดส่วนที่สูงที่สุด มันจะละลายตัวถูกละลายซึ่งเป็นส่วนประกอบย่อยอื่น ๆ ของสารละลายซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันที่ไม่ทำให้เกิดความไม่ต่อเนื่อง

ตัวทำละลายมักเป็นของเหลวโดยส่วนใหญ่เป็นน้ำซึ่งถือเป็นตัวทำละลายสากล นอกจากน้ำแล้วสารละลายมักประกอบด้วยตัวถูกละลายที่เป็นของแข็งซึ่งละลายอยู่ในนั้นได้อย่างสมบูรณ์ แต่ตัวทำละลายสามารถเป็นของแข็งและตัวถูกละลายเป็นของเหลว ตัวอย่างนี้อาจเป็นกรณีของอมัลกัมที่เกิดจากปรอทและโลหะ

แก้วน้ำนี้ประกอบด้วยน้ำเหลวซึ่งเป็นตัวทำละลายสากล ที่มา: Pixabay

ในทางกลับกันอากาศเป็นสารละลายที่เกิดจากไนโตรเจนซึ่งถือว่าเป็นตัวทำละลายเนื่องจากมีสัดส่วนที่สูงกว่า และกลุ่มของก๊าซเช่นออกซิเจนคาร์บอนไดออกไซด์ไอน้ำเป็นต้นซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวถูกละลาย

ในสารละลายโมเลกุลของตัวทำละลายจะถูกจัดเรียงรอบโมเลกุลของตัวถูกละลายในปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการละลาย เรียกว่าไฮเดรชันอย่างถูกต้องมากขึ้นในกรณีของน้ำเป็นตัวทำละลาย กระบวนการละลายโดยทั่วไปจะคายความร้อน

ประเภทของตัวทำละลาย

ตัวทำละลายจัดอยู่ในประเภทขั้วและไม่มีขั้ว

- ขั้ว

ประกอบด้วยโมเลกุลที่มีการกระจายตัวของประจุไฟฟ้าแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกัน นั่นคือโมเลกุลที่มีขั้ว ตัวทำละลายที่มีขั้วมักมีค่าคงที่เป็นฉนวนสูง

ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของตัวทำละลายเป็นค่าคงที่ที่ไม่มีมิติและในลักษณะที่วัดความสามารถของตัวทำละลายในการแยกประจุไฟฟ้าในสารละลาย

ถ้าโซเดียมคลอไรด์ละลายในน้ำไอออนบวก (Na ⁺ ) มีแนวโน้มที่จะเชื่อมโยงกับแอนไอออน (Cl ^- ) ทำให้เกิดการตกตะกอนของโซเดียมคลอไรด์ น้ำเนื่องจากค่าคงที่เป็นฉนวนสูงจึงป้องกันไม่ให้เกิดการรวมตัวกันใหม่

ตัวทำละลายมีขั้วมีค่าคงที่เป็นฉนวนมากกว่า 15 โดยที่น้ำมีค่าสูงสุด (80) โดยทั่วไปตัวทำละลายเหล่านี้มีความสามารถในการสร้างพันธะไฮโดรเจนกับตัวถูกละลายนอกเหนือจากการทำปฏิกิริยากับพวกมันผ่านแรงไดโพล - ไดโพล

ดังนั้นปฏิกิริยาระหว่างตัวทำละลายที่มีขั้วและตัวถูกละลายที่มีขั้วจึงมีความแข็งแรงมาก นอกจากนี้โมเลกุลของตัวทำละลายที่มีขั้วมีโมเมนต์ไดโพลขนาดใหญ่และสามารถทำให้เกิดการละลายของโมเลกุลที่มีประจุไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาระหว่างประจุของเครื่องหมายตรงข้าม

ตัวทำละลายโปรติค

ตัวทำละลายโปรติคมีหมู่ OH และ NH เช่นน้ำ (HOH) และเอทานอล (CH ₃ CH ₂ OH) กลุ่มเหล่านี้อนุญาตให้เกิดพันธะไฮโดรเจนซึ่งทำให้ตัวทำละลายเหล่านี้สามารถละลายตัวถูกละลายได้หลายชนิด

โดยปกติตัวทำละลายโพรทิกจะมีค่าคงที่เป็นฉนวนมากกว่า 15 แม้ว่ากรดอะซิติกซึ่งเป็นตัวทำละลายโปรติคจะมีค่าคงที่เป็นฉนวนเท่ากับ 6.2 น้ำมีค่าสูงทั้งค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (80) และสำหรับไดโพลโมเมนต์ (1.85)

ความหนาแน่นของน้ำ (1.00 g / cm ³ ) เป็นหนึ่งในตัวทำละลายโปรติคที่สูงที่สุด อย่างไรก็ตามกรดมีความหนาแน่น 1.21 กรัม / ซม³และอะซิติกกรดมีความหนาแน่นของมูลค่าของ 1.049 กรัม / ซม. 3

ตัวทำละลายโปรติคสนับสนุนปฏิกิริยาการทดแทนนิวคลีโอฟิลิก (SN1)

ตัวทำละลาย Aprotic

ตัวทำละลายเหล่านี้ไม่มีหมู่ OH และ NH ที่อนุญาตให้สร้างพันธะไฮโดรเจน เช่นกรณีของอะซิโตน (CH ₃ C = OCH ₃ ) ดังนั้นตัวทำละลายประเภทนี้จึงมีความสามารถในการละลายของส่วนประกอบของเกลือได้ต่ำกว่าตัวทำละลายโปรติค

ตัวทำละลาย aprotic ส่วนใหญ่มีค่าคงที่ของไดอิเล็กทริกมากกว่า 15 โดยมีข้อยกเว้นคือ tetrahydrofuran (7.5) และ ethyl acetate (6.02)

มีตัวทำละลายหลายชนิดที่มีโมเมนต์ไดโพลสูงกว่าน้ำ อะซิโตน (2.88), ไดเมทิลฟอร์มาไมด์ (3.82), ไดเมทิลซัลฟอกไซด์ (3.96), ไนโตรมีเทน (3.56) และโพรพิลีนคาร์บอเนต (4.9)

มีตัวทำละลายที่มีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ ได้แก่ ไดเมทิลซัลฟอกไซด์ (1.092 กรัม / ซม. ³ ) ไนโตรมีเทน (1.137 กรัม / ซม. ³ ) และโพรพิลีนคาร์บอเนต (1.205 กรัม / ซม. ³ )

ตัวทำละลาย aprotic สนับสนุนปฏิกิริยาการทดแทนนิวคลีโอฟิลิก (SN2)

- ไม่มีขั้ว

มีลักษณะเฉพาะคือมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกน้อยกว่า 15 โมเมนต์ไดโพลที่ต่ำมากและปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลของตัวถูกละลายจะอ่อนแอ (ของลอนดอนหรือชนิดของแรงกระจาย)

ตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วหรืออะโพลาร์ไม่สามารถผสมกับตัวทำละลายที่มีขั้วได้ นอกจากนี้พวกมันไม่สามารถละลายเกลือได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากไม่สามารถสร้างการละลายของส่วนประกอบไอออนิก และไม่สามารถหาไอออนมาจากพวกมันได้ไม่เหมือนกับน้ำ (H ₃ O ⁺และ OH ^- )

ส่วนหนึ่งของตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วมีโมเมนต์ไดโพลเท่ากับศูนย์ซึ่ง ได้แก่ เพนเทนเฮกเซนไซโคลเฮกเซนและเบนซิน ในขณะเดียวกันค่าสูงสุดสำหรับโมเมนต์ไดโพลจะแสดงโดย dichloromethane (1.60) เนื่องจากมีคลอรีน

ตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วเหมาะสำหรับการละลายตัวถูกละลายที่ไม่มีขั้วเช่นเดียวกับไขมันและน้ำมันส่วนใหญ่

ตัวอย่างของตัวทำละลาย

โทลูอีน

เป็นตัวทำละลายอะโรมาติก (พ้องกับเมธิลเบนซีน) ที่ใช้เพื่อเพิ่มจำนวนออกเทนของน้ำมันเบนซิน ใช้ในการแปรรูปสีเรซินสารเคลือบยางผงซักฟอกยาน้ำหอมและขัณฑสกร

ไซลีน

เป็นคำพ้องความหมายของไดเมทิลเบนซีนซึ่งใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับเรซินแลคเกอร์ยางหมึกเคลือบและเป็นเชื้อเพลิงเครื่องบิน นอกจากนี้ยังเป็นสารล้างไขมันที่ใช้ในการผลิตเรซินอีพ็อกซี่และในการเตรียมน้ำหอมยาฆ่าแมลงและสารไล่แมลง

เอทิลอะซิเตท

ใช้ในห้องปฏิบัติการยาเพื่อสกัดยาปฏิชีวนะ ในขณะเดียวกันในอุตสาหกรรมสีจะใช้ในการละลายเรซินสังเคราะห์ที่ใช้ในการเตรียมสี นอกจากนี้ยังใช้ในน้ำหอมสีและสารแต่งกลิ่น

อะซิโตน

ใช้ในการผลิตเซลลูโลสอะซิเตทสีแลคเกอร์กาวและสีย้อมของซีรีย์ไดฟีนิลลามีน ใช้ในการสกัดไขมันและน้ำมันรวมถึงการทำให้บริสุทธิ์ ในบ้านจะใช้ในการลบยาทาเล็บและทาสี

เอทิลีนเมทิลคีโตน

ใช้ในการผลิตตัวทำละลายสำหรับเคลือบกาวและเทปแม่เหล็ก นอกจากนี้ยังใช้ในการสกัดไขมันน้ำมันและแว็กซ์จากเรซินธรรมชาติและสังเคราะห์ นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตหมึกพิมพ์หนังสังเคราะห์กระดาษแก้วและอลูมิเนียมห่อฟอยล์

เปอร์คลอโรเอทิลีน

ใช้ในการซักแห้งเสื้อผ้าและกำจัดคราบสกปรก

อะซิเตทของบิวทิโล

ใช้ในการทำให้บริสุทธิ์ของเพนิซิลลิน

ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์

ใช้เป็นยาฆ่าเชื้อเฉพาะที่และเป็นตัวทำละลายทำความสะอาดและทำความสะอาดกระจกหน้ารถ

คลอโรฟอร์ม

เป็นตัวทำละลายไม่มีขั้วที่ใช้ในน้ำยาซักแห้งเป็นตัวทำละลายไขมันในการซักแห้ง ใช้เป็นตัวทำละลายและล้างไขมันในกระบวนการอุตสาหกรรมหลายประเภท ในอณูชีววิทยาจะใช้ในการสกัดดีเอ็นเอในไลเซทของเซลล์

อ้างอิง

Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
วิกิพีเดีย (2019). ตัวทำละลาย. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
ไดโพลโมเมนต์ กู้คืนจาก: biorom.uma.es
สารเคมีความปลอดภัย (2019). ตัวทำละลาย ดึงมาจาก: chemicalafetyfacts.org
Marketizer (16 พฤษภาคม 2554). ประเภทของตัวทำละลายและการใช้งาน ดึงมาจาก: marketizer.com
สตีเวนเอฮาร์ดิงเกอร์ (2560). ภาพประกอบอภิธานศัพท์เคมีอินทรีย์: ตัวทำละลาย ดึงมาจาก: chem.ucla.edu

ตัวทำละลาย: แนวคิดประเภทและตัวอย่าง - เคมี - 2025